Визуализация вектора Пойнтинга

Разработана интерактивная модель распространения плоской электромагнитной волны через три среды: вакуум, среда с потерями и стена-поглотитель. Основное внимание – визуализации вектора Пойнтинга (плотность потока энергии) и переходу энергии волны в тепло за счёт джоулевых потерь.

В теоретической части изучены уравнения Максвелла, коэффициенты затухания и фазы. Для моделирования выбраны параметры: частота 2,45 ГГц, для среды с потерями – проницаемость 5 и проводимость 0,2 См/м (сухое дерево), для стены – 8 и 2 См/м (влажный кирпич).

Численная реализация в Engee (Julia) рассчитывает распределение электрического и магнитного полей вдоль координаты. В вакууме амплитуда постоянна, в среде с потерями убывает экспоненциально, в стене затухает за сантиметр. На основе полей вычисляется вектор Пойнтинга, а затем поглощённая мощность и рост температуры стены во времени.

Модель содержит упрощения: не учтены отражённые волны, вектор Пойнтинга рассчитан приближённо. Практическая значимость – использование в учебном процессе по электродинамике, а также как прототип для инженерных задач (СВЧ-нагрев, экранирование). Перспективы: учёт отражений, переход к VR-версия.