val, elektromagnetski

val, elektromagnetski (engl. electromagnetic wave; njem. elektromagnetische Welle; rus. электромагнитная волна), vremenski promjenljivo električno i magn. polje koje se rasprostire prostorom. Jedan od modela elementarnoga izvora je vrlo tanka i vrlo kratka strujna nit, promjera presjeka mnogo manjega od duljine. Nastalo el. polje i magn. polje mogu se razložiti na dva dijela, indukcijsko i zračevno ili radijacijsko polje. U prostoru blizu strujnoga izvora prevladava indukcijsko polje, koje pridonosi kruženju energije u okolnome prostoru od izvora i prema izvoru. Prosječan protok energije kroz plohu okomitu na smjer kruženja je nula, pa je ta energija reaktivna. Zračevno polje pridonosi prijenosu energije u radijalnome smjeru. Njegov prosječan protok energije kroz plohu okomitu na polumjer različit je od nule i čini elektromagnetski val koji se rasprostire u slobodnome prostoru. Elektromagnetsko polje ima vektorski karakter jer se el. polje i magn. polje u svakoj točki prostora opisuju vrijednošću i smjerom. Najjednostavniji je oblik vala u slobodnome prostoru ravni val. Pri sinusnom mijenjanju polja s vremenom komponente su el. polja i magn. polja uvijek okomite međusobno i na smjer rasprostiranja. Ravnina okomita na smjer rasprostiranja je valno čelo ili valna fronta i oba su polja u toj ravnini međusobno u fazi, a trenutačna jakost polja u svim točkama čela je jednaka. Odnos jakosti el. polja E i magn. polja H dan je → Maxwellovim jednadžbama. Iz prve Maxwellove jednadžbe, uza samo x-komponentu el. polja, slijedi da magn. polje ima samo y-komponentu. Karakteristična valna impedancija, za sredstvo bez gubitaka, omjer je jakosti obaju polja η = E_x/H_y = (μ/ε)^½. Za slobodan prostor ona iznosi η₀ ≈ 377 Ω. Brzina rasprostiranja vala je c = (μ · ε)^–½, odn. za slobodan prostor c ≈ 3 × 10⁸ m/s. Energija koja se prenosi prostorom od jedne točke do druge, u smjeru rasprostiranja vala, ovisi o vrijednosti i fazi električnoga i magn. polja. Gustoća snage elektromagnetskoga zračenja, tzv. Poyntingov vektor P, omjer je toka energije koji prolazi kroz plohu okomitu na smjer rasprostiranja te ploštine plohe i vremena. Taj je vektor jednak vektorskom umnošku električnoga i magn. polja, tj. P = E × H.