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波印亭定理

坡印廷定理(Poynting theorem)是1884年由約翰·坡印亭(John Poynting)提出的,該定理描述了電磁場中能量守恆和轉換的規律。根據麥克斯韋方程組坡印廷矢量的定義,可以推導出坡印廷定理。坡印廷矢量(S),定義為電場強度E和磁場強度H的叉乘,表示電磁場能量密度和能量流動的方向。

坡印廷定理的微分形式表述為:在電磁場中,坡印廷矢量(S)的散布等於電荷密度(ρ)和電流密度(J)的乘積,這表示電磁能量的產生率。其積分形式表述為:在任意閉合曲面上,坡印廷矢量通過曲面的積分等於曲面內電磁能量的變化率,加上由傳導電流引起的能量損耗。

坡印廷定理在電磁波傳播天線設計電力設備電子器件中的電磁干擾問題等方面有廣泛的套用。該定理不僅揭示了電磁場能量的流動和轉換,而且對電磁技術的發展產生了深遠的影響。