Der Poynting-Vektor ist eine wichtige Gleichung in der Physik. Sie beschreibt die Energiemenge pro Flächeneinheit, die von einem elektromagnetischen Feld abgegeben wird. Wie jeder Vektor hat der Poynting-Vektor sowohl Betrag als auch Richtung.
Elektromagnetische Felder sind eine Kombination aus elektrischen und magnetischen Feldern. Jedes eingeschaltete elektrische Gerät sendet elektromagnetische Wellen aus, die elektromagnetische Felder bilden. Alltägliche Beispiele für Geräte, die diese Felder erzeugen, sind Lampen, Fernseher und Mobiltelefone.
Elektrische Felder werden durch elektrische Spannungen erzeugt. Ein elektrisches Gerät muss nicht eingeschaltet werden, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, es muss nur eingesteckt werden. Das Gerät erhält bei jedem Einstecken Spannung aus einer Steckdose und erzeugt ein solches Feld.
Magnetfelder hingegen werden nur erzeugt, wenn ein elektrisches Gerät eingeschaltet wird. Diese werden durch fließenden elektrischen Strom erzeugt. Beim Einschalten eines Gerätes beginnt der Strom zu fließen und die magnetischen und elektrischen Felder verbinden sich zu einem elektromagnetischen Feld.
In seiner einfachsten Form wird der Poynting-Vektor als S = E x B geschrieben. Alle Variablen in der Gleichung sind Vektorgrößen, wie durch die fette Schrift angezeigt. Das S ist der Poynting-Vektor, das E ist das elektrische Feld und das B ist das magnetische Feld.
Elektrische und magnetische Felder werden hinsichtlich ihrer Energiedichte gemessen, die auch als Intensität bezeichnet werden kann. In einer elektromagnetischen Welle stehen elektrische und magnetische Felder senkrecht aufeinander. Dies bedeutet, dass die Größe der Energie des elektromagnetischen Felds einfach die Größe der Energiedichte des elektrischen Felds ist, multipliziert mit der Größe der Dichte des magnetischen Felds.
Für praktische Anwendungen muss die Grundgleichung oft durch eine Konstante namens μ0 (ausgesprochen „mu naught“) dividiert werden. Diese Konstante repräsentiert die Durchlässigkeit des freien Raums. Es entspricht 1.2566 x 10-6 Webers pro Ampere pro Meter. Manchmal werden auch andere, äquivalente Einheiten verwendet: Newton pro Quadratampere oder Henries pro Meter.
Die theoretische Physik verwendet im Allgemeinen ein alternatives metrisches System namens cgs, was bedeutet, dass sie noch eine andere Form des Poynting-Vektors anwendet. Das cgs-System hat Standardeinheiten von Zentimetern, Gramm und Sekunden anstelle der Standardeinheiten des metrischen SI-Systems von Metern, Kilogramm und Sekunden. Der Poynting-Vektor für die theoretische Physik wird geschrieben als S = (c/4π)*E x B, wobei c für die Lichtgeschwindigkeit steht.