🏠 פיזיקה 2ממ · גלים אלקטרומגנטיים
חורף תשפ״ב ג׳ · שאלה 11
גלים אלקטרומגנטייםבינונית וקטור פוינטינג + ממוצע זמני
בשעה 12:00 בצהריים השמש שולחת גלים אלקטרומגנטיים בכיוון השלילי של ציר $\hat{z}$. הגל המגיע אל כדור הארץ הוא מישורי, מונוכרומטי, בעל אורך גל $\lambda$ ואמפליטודה $E_0$ (של הרכיב החשמלי). נתון בית עם גג רעפים הסופג את קרני השמש הפוגעים בו; הרעפים יוצרים יחד משולש שווה שוקיים עם זווית בסיס של $30°$, ולכל צד של הרעפים שטח $A$. מהו הספק הקרינה הממוצע המועבר מהשמש לגג הרעפים? [איור: בית עם גג משופע וקרני שמש אנכיות]
התשובה: ד
💡 ההספק הנקלט הוא $\langle\vec{S}\cdot\vec{A}\rangle$ עם גורם גיאומטרי $\cos 30°=\frac{\sqrt{3}}{2}$ וממוצע $\langle\cos^2\rangle=\frac{1}{2}$, ומשני צדי הגג יחד $P=\frac{\sqrt{3}}{2}\frac{E_0^2 A}{\mu_0 c}\approx 0.866\frac{AE_0^2}{\mu_0 c}$.
