Le antenne trasmettono o ricevono informazioni irradiando energia elettromagnetica. Pertanto, energia e potenza sono parametri chiave associati a queste onde elettromagnetiche ed è essenziale discuterne. Un'onda elettromagnetica è costituita sia da un campo elettrico che da un campo magnetico.
In ogni istante, l'onda può essere descritta da questi due vettori. La figura seguente illustra le componenti del campo elettrico e magnetico di un'onda elettromagnetica.
In un'onda elettromagnetica, il campo elettrico è perpendicolare alla direzione di propagazione, e anche il campo magnetico è perpendicolare alla direzione di propagazione, mentre i campi elettrico e magnetico sono perpendicolari tra loro.
Vettore di Poynting
Il vettore di Poynting descrive l'energia di un'onda elettromagnetica per unità di tempo e per unità di area in un dato istante. Fu formulato per la prima volta da John Henry Poynting nel 1884 e prende il nome da lui.
Definizione: Il vettore di Poynting indica la velocità di trasferimento di energia per unità di area.
In alternativa: l'energia trasportata da un'onda per unità di tempo e per unità di area è data dal vettore di Poynting.
Il vettore di Poynting è indicato conS.
Unità
L'unità di misura SI del vettore di Poynting è il watt per metro quadrato (W/m²).
Espressione matematica
Il vettore di Poynting istantaneo, che descrive la potenza associata a un'onda elettromagnetica, è definito come:
DoveEè il vettore dell'intensità del campo elettrico eHè il vettore dell'intensità del campo magnetico.
Derivazione del vettore di Poynting
Per comprendere meglio il vettore di Poynting, deriviamone l'espressione passo dopo passo.
Consideriamo un'onda elettromagnetica che attraversa perpendicolarmente un'area A ortogonale alla direzione di propagazione (assunta come asse X). Durante un intervallo di tempo infinitesimale dt, l'onda percorre una distanza dx:
DoveSè il vettore di Poynting. L'equazione sopra riportata fornisce l'energia per unità di tempo per unità di area in qualsiasi istante: questo è il significato fisico del vettore di Poynting.
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Data di pubblicazione: 15 maggio 2026
