$z-$ दिशा में यात्रा कर रही एक समतल $EM$ तरंग को $\vec E = E_0 \sin(kz - \omega t)\hat i$ और $\vec B = B_0 \sin(kz - \omega t)\hat j$ द्वारा वर्णित किया गया है। सिद्ध कीजिए कि:
$(i)$ तरंग का औसत ऊर्जा घनत्व $U_{av} = \frac{1}{4} \epsilon_0 E_0^2 + \frac{1}{4} \frac{B_0^2}{\mu_0}$ है।
$(ii)$ तरंग की समय-औसत तीव्रता $I_{av} = \frac{1}{2} c \epsilon_0 E_0^2$ है।

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(N/A) $(i)$ विद्युत क्षेत्र $E$ से जुड़ी ऊर्जा घनत्व $u_E = \frac{1}{2} \epsilon_0 E^2$ है और चुंबकीय क्षेत्र $B$ से जुड़ी ऊर्जा घनत्व $u_B = \frac{1}{2} \frac{B^2}{\mu_0}$ है।
कुल तात्कालिक ऊर्जा घनत्व $u = u_E + u_B = \frac{1}{2} \epsilon_0 E^2 + \frac{1}{2} \frac{B^2}{\mu_0}$ है।
एक समतल तरंग के लिए,$E = E_0 \sin(kz - \omega t)$ और $B = B_0 \sin(kz - \omega t)$ है।
एक चक्र पर $\sin^2(kz - \omega t)$ का समय औसत $\frac{1}{2}$ होता है।
अतः,$\langle E^2 \rangle = \frac{E_0^2}{2}$ और $\langle B^2 \rangle = \frac{B_0^2}{2}$ है।
इन मानों को औसत ऊर्जा घनत्व के व्यंजक में रखने पर:
$U_{av} = \langle u_E \rangle + \langle u_B \rangle = \frac{1}{2} \epsilon_0 \left( \frac{E_0^2}{2} \right) + \frac{1}{2 \mu_0} \left( \frac{B_0^2}{2} \right) = \frac{1}{4} \epsilon_0 E_0^2 + \frac{1}{4} \frac{B_0^2}{\mu_0}$.
$(ii)$ चूंकि $E_0 = c B_0$,इसलिए $B_0 = \frac{E_0}{c}$ है। साथ ही,$c^2 = \frac{1}{\mu_0 \epsilon_0}$,इसलिए $\frac{1}{\mu_0} = c^2 \epsilon_0$ है।
ऊर्जा घनत्व के सूत्र में $B_0$ और $\frac{1}{\mu_0}$ का मान रखने पर:
$U_{av} = \frac{1}{4} \epsilon_0 E_0^2 + \frac{1}{4} (c^2 \epsilon_0) \left( \frac{E_0}{c} \right)^2 = \frac{1}{4} \epsilon_0 E_0^2 + \frac{1}{4} \epsilon_0 E_0^2 = \frac{1}{2} \epsilon_0 E_0^2$.
तीव्रता $I_{av}$ प्रति इकाई समय में प्रति इकाई क्षेत्रफल से गुजरने वाली ऊर्जा है,जो $I_{av} = U_{av} \cdot c$ द्वारा दी जाती है।
अतः,$I_{av} = \left( \frac{1}{2} \epsilon_0 E_0^2 \right) c = \frac{1}{2} c \epsilon_0 E_0^2$.

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निर्वात में $z$-दिशा में गति कर रही एक समतल $EM$ तरंग को $\vec E = E_0 \sin(kz - \omega t) \hat i$ और $\vec B = B_0 \sin(kz - \omega t) \hat j$ द्वारा दिया गया है।
$(i)$ चित्र में दिखाए गए आयताकार लूप $1234$ पर $\int \vec E \cdot d\vec l$ का मूल्यांकन करें।
$(ii)$ लूप $1234$ द्वारा परिबद्ध सतह पर $\int \vec B \cdot d\vec s$ का मूल्यांकन करें।
$(iii)$ $\frac{E_0}{B_0} = c$ सिद्ध करने के लिए $\int \vec E \cdot d\vec l = -\frac{d\phi_E}{dt}$ का उपयोग करें।
$(iv)$ समान प्रक्रिया और समीकरण $\int \vec B \cdot d\vec l = \mu_0 I + \mu_0 \epsilon_0 \frac{d\phi_E}{dt}$ का उपयोग करके सिद्ध करें कि $c = \frac{1}{\sqrt{\mu_0 \epsilon_0}}$।

Difficult
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निर्वात में प्रकाश की गति किस पर निर्भर करती है?

निर्वात में दो समतल विद्युतचुंबकीय तरंगों के विद्युत क्षेत्र $\overrightarrow{E}_{1}=E_{0} \hat{j} \cos (\omega t-kx)$ और $\overrightarrow{E}_{2}=E_{0} \hat{k} \cos (\omega t-ky)$ द्वारा दिए गए हैं। $t=0$ पर,$q$ आवेश का एक कण मूल बिंदु पर $\overrightarrow{v}=0.8 c \hat{j}$ वेग के साथ है ($c$ निर्वात में प्रकाश की गति है)। कण द्वारा अनुभव किया गया तात्कालिक बल है:

एक विद्युतचुंबकीय तरंग में,किसी क्षण और किसी विशेष स्थान पर,विद्युत क्षेत्र ऋणात्मक $z$-अक्ष के अनुदिश है और चुंबकीय क्षेत्र धनात्मक $x$-अक्ष के अनुदिश है। तो विद्युतचुंबकीय तरंग के संचरण की दिशा क्या है?

एक समतल विद्युतचुंबकीय तरंग का चुंबकीय क्षेत्र $\overrightarrow{ B } = 2 \times 10^{-8} \sin (0.5 \times 10^{3} x + 1.5 \times 10^{11} t) \hat{ j } \text{ T}$ द्वारा दिया गया है। विद्युत क्षेत्र का आयाम क्या होगा?

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