电磁场能量实验记录

能流穿过一块面，功率由什么决定？

同一束真空简谐平面波照向接收面：场更强、面积更大，固然会带来更多能量；但接收面一倾斜，真正“迎着能流”的面积也会变化。

〈S〉 = ½ε₀cE₀²　　P = 〈S〉A cos θ

先别动滑块，做三个预测

每题选一个判断，再用实验台检验

电场振幅 E₀ 变为 2 倍，平均功率会怎样？

其他条件不变，受光面积 A 变为 2 倍呢？

θ 从 0° 增大到 60°，平均功率会怎样？

先完成预测。你的选择会保留，便于和数值结果对照。

电磁波能流穿过倾斜受光面的示意图 橙色箭头表示平均坡印廷矢量方向，黄色平行四边形透视示意受光面，虚线表示面法线，角弧表示能流方向与面法线夹角。 面法线 n θ = 30° A = 0.80 m² 有效投影 A cos θ 平均能流方向 〈S〉 〈S〉 = 332 W/m²
平均能流密度 〈S〉 332 W/m²
有效投影面积 A cos θ 0.693 m²
穿过该面的平均功率 P 230 W

把变化拆成两段看

真空简谐平面波中，磁场与电场同相，且 B₀ = E₀/c。瞬时坡印廷矢量沿传播方向；对一个周期取平均后：

〈S〉 = ½ε₀cE₀² = 332 W/m²

面积倾斜不会改变波本身的能流密度，只会改变迎向能流的有效投影面积：

P = 〈S〉A cos θ = 230 W
最容易掉进去的坑：若把 θ 看成能流与受光平面的夹角，就会误写成 P = 〈S〉A sin θ。本实验台的 θ 量取能流正向与虚线正法线之间的夹角；面为透视示意。