V prostoru, skozi katerega se širi elektromagnetno valovanje (EM-valovanje), sta električno (E) in magnetno (B) polje, ki nista neodvisni. Med njima velja zveza:

in tudi , pri čemer sta in amplitudi.

Tako električno kot magnetno polje se s časom spreminjata in nosita s seboj energijo.

V delčku prostora, ki ima volumen , je zaradi prisotnosti električnega polja energija

in zaradi prisotnosti magnetnega polja energija

Skupna energija v volumnu je vsota obeh energij: .

Ker sta obe energiji enaki, lahko celotno energijo zapišemo z električnim ali magnetnim poljem:

Raje kot o energiji v delu volumna , govorimo o gostoti energije, ki je definirana kot:

Na nekem mestu v prostoru je amplituda električnega polja EM valovanja V/m.
(hitrost svetlobe je m/s)

1. Kolikšna je na tem mestu amplituda magnetnega polja?
Gostota magnetnega polja: = T

2. Kolikšna je tu največja gostota energije električnega polja ?
Amplituda gostote električne energije: = J/m

3. Kolikšna je največja skupna gostota energije EM valovanja?
Amplituda gostote energije: = J/m

Preveri

Energijski tok je energija, ki preteče skozi opazovano ploskev v določen času :

Energijski tok EM valovanja imenujemo tudi svetlobni tok in je enak:

Skozi prostor se širi ravni val EM valovanja. Amplituda magnetnega polja tega vala je T.
(hitrost svetlobe je m/s; indukcijska konstanta je Vs/(Am))

1. Kolikšna je amplituda električnega polja?
Amplituda električnega polja: = V/m

2. Kolikšna je največja energija zaradi magnetnega polja v cm prostora?
Amplituda energije magnetnega polja: = mJ

3. Kolikšna je povprečna energija magnetnega polja v cm prostora?
Povprečna energija magnetnega polja: = mJ

4. Kolikšna je povprečna energija v cm prostora zaradi EM valovanja?
Povprečna skupna energija: = mJ

5. Valovanje pada na m veliko površino. Kolikšen povprečen energijski tok pada na ploskev?
Energijski tok: = mW

Preveri

Gostota energijskega toka je energijski tok skozi ploskev :

Gostota svetlobnega toka potem je:

Ker se E in B ves čas spreminjata, je nazornejša količina povprečna gostota svetlobnega toka, ki je:

Žarnica oddaja v svojo okolico povprečni svetlobni tok W.

( = As/Vm)

1. Kolikšna je povprečna gostota svetlobnega toka na oddaljenosti cm od žarnice?
Gostota svetlobnega toka: = W/m

2. Kolikšna je povprečna gostota svetlobnega toka na večji razdalji?
Gostota svetlobnega toka: = W/m

3. Kolikšna je na tem mestu amplituda električnega polja EM valovanja?
Amplituda električnega polja: = kV/m

Preveri

Energija se skozi prostor širi tudi z zvokom. V tem primeru govorimo o zvočnem toku.

V delu volumna je zaradi zvoka energija: . Pri tem je gostota snovi skozi katero se širi zvok, amplituda odmika delcev, je krožna frekvenca zvoka in hitrost zvoka.

Zvočni tok potem je:

In gostota zvočnega toka:

Skozi zrak se širi zvok s frekvenco . Gostoto zvočnega toka je W/m. Skozi zrak, katerega gostota je kg/m, se zvok širi s hitrostjo m/s.

1. Kolikšna je krožna frekvenca tega zvoka?
Krožna frekvenca: = s

2. Kolikšna je amplituda nihajočih delcev zraka?
Amplituda nihanja delcev: = m

Preveri

Glasnost je fiziološka količina, ki je povezana z močjo zvočnega toka . Uho zaznava zvok v širokem frekvenčnem spektru, vendar ni povsod enako občutljivo. Poleg tega je za močnejše zvočne tokove manj občutljivo. To pomeni, da dvakrat večji zvočni tok ne pomeni dvakrat večje glasnosti.

Glasnost je definirana kot:

pri tem je najmanjša gostota zvočnega toka, ki jo uho še loči od tišine. Ker je ta vrednost odvisna od frekvence zvoka, se z njo spreminja. Vendar običajno uporabimo vrednost W/m.


Gostota zvočnega toka je W/m. Za mejo slišnosti privzamimo vrednost W/m.

Kolikšna je glasnost tega zvoka?
Glasnost: =

Preveri