величина

поток энергии

Поток энергии — это скорость переноса энергии через единицу площади, часто используемая для сравнения мощности, переносимой пучками частиц.
6 статей · 1 формула

Описание

Поток энергии показывает, сколько энергии проходит через единицу площади за единицу времени. В физике это способ количественно оценить интенсивность переноса энергии — будь то свет, звук, частицы или электромагнитные поля. Это понятие необходимо для сравнения мощности различных источников, таких как пучки частиц, излучение небесных объектов или ультразвуковые волны, поскольку оно нормирует поток энергии на стандартную площадь.

История

Концепция уходит корнями в развитие в XIX веке вектора Пойнтинга для потока электромагнитной энергии, но общий термин «поток» был формализован в механике сплошных сред и теории поля в начале XX века.

Как это работает

Поток энергии вычисляется как энергия, проходящая через поверхность, делённая на площадь этой поверхности и интервал времени. Для пучка частиц он зависит от числа частиц в секунду, их индивидуальной энергии и площади поперечного сечения пучка. Для волн он связан с амплитудой и частотой. На практике измерение потока включает размещение детектора с известной площадью и подсчёт энергии, которую он поглощает за время.

Где применяется

Он используется для сравнения мощности ускорителей частиц, для калибровки доз лучевой терапии (как в статье об электронных пучках против опухолей мозга) и для анализа переноса энергии в физике плазмы и астрофизике.

Любопытный факт

Поток энергии солнечного света на орбите Земли составляет около 1361 ватта на квадратный метр — эта величина известна как солнечная постоянная.

Граф понятий →

Формулы

$$\dot{M} = \frac{\pi R_p^3 F_{XUV}}{G M_p K}$$
Скорость потери массы пропорциональна падающему XUV-потоку и обратно пропорциональна гравитационному потенциалу.
Что в формуле
\dot{M}переменнаяСкорость потери массы планеты — скорость потери массы кг/с
R_pпеременнаяРадиус планеты — радиус м
F_{XUV}переменнаяПадающий XUV-поток на планете — поток энергии Вт/м²
M_pпеременнаяМасса планеты — масса кг
KпеременнаяКоэффициент эффективности (безразмерный, обычно ~0.1–1)
GконстантаГравитационная постоянная Ньютона — гравитационная постоянная = 6.67430e-11 м³/(кг·с²)

Статьи по теме · 6

Пылесос с двумя кнопками: как плазма в токамаке сама собирает частицы к центру
Пылесос втягивает пыль, даже если её больше у сопла. Так и в токамаке: частицы плазмы стягиваются к центру, хотя у края их плотность выше. Это явление называют пинчем частиц, и оно противоречит обычному правилу, что всё стремится из густого места в разреженное.
Полмиллиарда фотонов в секунду из одной точки
Конвейер на заводе выплёвывает детали строго по одной за такт. Если такт короткий, а брака мало, линия работает быстро. В квантовой оптике роль такого конвейера играет источник одиночных фотонов: он должен выдавать ровно один квант света за каждый цикл, и чем чаще циклы, тем больше фотонов уходит в оптоволокно.
Губка, которая впитывает по-разному: почему сверхбыстрое облучение щадит ткани
Губка, которую медленно поливают из лейки, промокает целиком. Но если выплеснуть на неё то же ведро воды разом, середина намокнет, а края останутся почти сухими. Примерно так ведёт себя материал, поглощающий энергию нелинейно: чем мощнее поток, тем сильнее он застревает в точке попадания. В новой работе этот образ превращён в минимальную модель.
Как частицы перепрыгивают барьеры в квантовом мире: спектральный поток и топология
В квантовом мире частицы иногда ведут себя как акробаты на невидимых канатах. Поле инстантона — это кратковременный вихрь поля, который возникает и тут же исчезает, меняя топологию пространства. Когда фермион (частица вроде электрона) попадает в такой вихрь, его энергия не стоит на месте. Она плавно сползает с одного уровня на другой, словно шарик, катящийся по горке.
Медицинская физика2026-04-271 минarXiv:2604.24417экспресс
Электроны на скорости света против опухоли мозга
Садовый шланг бьёт тонкой мощной струёй. Если водить им по участку, можно полить грядку целиком, не заливая дорожки. Примерно так работает новый подход к лечению глубоких опухолей: вместо широкого потока излучения берут узкий пучок электронов, разогнанных почти до скорости света, и сканируют им опухоль, как струёй воды.
Гидродинамика2026-01-201 минarXiv:2601.13582экспресс
Как ультразвук разбрасывает частицы
В стакане с водой ультразвук рождает крошечные пузырьки. Они то растут, то сжимаются, а иногда резко схлопываются, как лопающийся мыльный пузырь, только в тысячи раз быстрее. Рядом с такими пузырьками плавают мелкие частицы — например, шарики никеля размером с пылинку. Пузырёк при каждом движении толкает их, как пловец, который бьёт по воде и разгоняет вокруг себя волны.