В среде с ε=4 и μ=1 распространяется плоская электромагнитная волна амплитуда напряженности электрического поля волны 200 В/м. На пути волны, перпендикулярно ее распространению располагается поглощающая поверхность в виде круга радиусом 300 мм. Какую энергию поглощает эта поверхность за время 1 мин? Считать t>>T, где Т-период волны. ответ дать в кДж и округлить до десятых.
E = (1/2) * ε * E^2 * S,
где E - амплитуда напряженности электрического поля волны, ε - диэлектрическая проницаемость среды, S - площадь поглощающей поверхности.
Сначала найдем площадь круга радиусом 300 мм. Площадь круга вычисляется по формуле:
S = π * r^2,
где r - радиус круга.
S = π * (300 мм)^2 = 282 743,3382 мм^2.
Для перевода миллиметров в метры, разделим площадь на 10^6:
S = 282 743,3382 мм^2 / 10^6 = 0,2827433382 м^2.
Теперь подставим значения в формулу для расчета энергии поглощенной поверхностью:
E = (1/2) * 4 * (200 В/м)^2 * 0,2827433382 м^2 = 22,5395470608 Вт * м^2.
Здесь я использовал квадрат амплитуды напряженности электрического поля волны, поскольку формула требует квадрата этого значения.
Теперь переведем ответ из Вт * м^2 в кДж.
1 Вт * м^2 = 1 Дж/с * 1 с/1000 = 0,001 Дж.
Тогда,
22,5395470608 Вт * м^2 = 0,0225395470608 кДж.
Ответ: энергия, поглощаемая поглощающей поверхностью за время 1 минуты, равна 0,0225395470608 кДж (округлено до десятых).