🏠 פיזיקה 2ממ · גלים אלקטרומגנטיים
אביב תשפ״ב א׳ · שאלה 11
גלים אלקטרומגנטייםבינונית וקטור פוינטינג מוטל על הנורמל
סטודנט רצה למדוד את העוצמה הנפלטת מלייזר חדש, אך הגלאי התחמם והתקלקל כיוון שעוצמת הלייזר הייתה גבוהה מהעוצמה הממוצעת המקסימלית $I_{max}$ שהגלאי יכול לשאת. השדה החשמלי שיוצר הלייזר במרחב הוא $\vec{E}(x,y,z,t)=E_0\sin\left(ax+2ay-\omega t+\frac{\pi}{4}\right)\hat{z}$, והגלאי מוצב במישור $YZ$. מה צריך להיות הסף התחתון של $I_{max}$ כדי שהגלאי הבא לא יתקלקל?
התשובה: א
💡 וקטור הגל הוא $\vec{k}=a\hat{x}+2a\hat{y}$ והעוצמה על הגלאי היא $\langle\vec{S}\cdot\hat{x}\rangle$: מיצוע $\sin^2$ נותן $\frac{1}{2}$ וההטלה נותנת $\frac{1}{\sqrt{5}}$, ולכן $I_{laser}=\frac{E_0^2}{2\sqrt{5}\mu_0 c}$.
