Octave已知电场振幅E0,求电磁波平均能量密度
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35. 电磁波的能量密度
\(\langle w\rangle = \frac{1}{2}\varepsilon_0 E_0^2\)
核心公式:
平面电磁波中电场能量密度与磁场能量密度的时间平均值相等,各为 ¼ε0E0²。
总平均能量密度 = ½ε0E0²。
可验证 ·c = ,即能量以光速流动。
已知电场振幅,即可求出平均能量密度。
Octave计算方法
已知参数:
- 真空介电常数 ε0(8.854e-12 F/m)
- 电场振幅 E0(示例值:300 V/m)
代码如下:
function wavg = avg_energy_density(eps0, E0)
wavg = 0.5 * eps0 * E0^2;
end
调用示例:
% 已知电场振幅,求平均能量密度
eps0 = 8.854e-12; E0 = 300;
wavg = avg_energy_density(eps0, E0);
fprintf('平均能量密度 = %.2e J/m^3', wavg);
运行结果:
平均能量密度 = 3.98e-07 J/m^3