Ondas Eletromagnéticas



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Ondas Eletromagnéticas

EXERCÍCIOS (Keller, capítulo 34)

Q6. Se a lei de Ampère não contivesse o termo acrescentado por Maxwell, ainda assim poderíamos combinar as equa­ções de Maxwell para obter equações de onda para E e B? Suponha que esse termo adicional entre na lei de Ampère com o sinal negativo, e não com o sinal positivo. Podería­mos ainda assim combinar as equações de Maxwell para obter as equações de onda?

Q16. Considere o fluxo do vetor de Poynting para uma super­fície: , onde dA é o vetor diferencial de superfície para um elemento de área. Qual é a dimensão desse fluxo? Qual é sua unidade SI? Explique o significado físico desse fluxo.

Q17. Ao acender uma lanterna, ela tende a recuar em sua mão? Em caso afirmativo, você sente esse recuo? Explique.

E5. A constante dielétrica do gelo a freqüências óticas é 1,71. Qual é a velocidade da luz visível no gelo?

E14. A freqüência angular de uma onda harmônica eletromag­nética no vácuo é  = 8,2 x 1012 rad/s. Determine o número de onda, o comprimento de onda, a freqüência e o período dessa onda. Se a onda estivesse no ar, alguma de suas respostas seria diferente? Pela Figura 34.13, de que tipo é essa onda?

E25. O vetor de Poynting de uma onda eletromagnética no vácuo é S = {(220 W/m2) cos2[(12 rad/m)z + (3,6 x 109 rad/s)t]}k. (a) Qual é a direção de propagação? (b) Qual é o compri­mento de onda ? (c) Qual é a freqüência ? (d) Estabeleça expressões para os campos E e B (as direções que você estabeleceu são únicas?).

E26. Uma onda eletromagnética no vácuo se desloca na dire­ção +z e seu plano de polarização é paralelo ao plano xz. A freqüência da onda é  = 50 MHz e sua intensidade média é = 480 W/m2. Dê expressões para E, B e S como funções de z e t. Essas expressões seriam diferentes se a onda estivesse no ar?

E29. Um laser de hélio-néon envia um feixe de luz colimada, plano-polarizada, monocromática, no ar de uma sala. O feixe tem seção transversa circular de 1,0 mm de raio e a intensidade é essencialmente uniforme dentro do feixe. A potência média do feixe é 3,5 mW e o comprimento de onda da luz é 633 nm. (a) Determine S para o feixe. (b) Determine a energia eletromagnética contida em um comprimento de 1,0 m do feixe. (c) Determine a amplitu­de do campo elétrico da onda. (d) Determine a amplitude do campo magnético da onda. (e) Se a direção do feixe é horizontal para o norte e o campo elétrico oscila ao longo da horizontal leste-oeste, qual é a direção do campo magnético oscilante? (f) Determine a freqüência da onda.

E33. A intensidade média da luz solar no topo da atmosfera terrestre é 1,35 W/m2. Considere a força exercida sobre a Terra pela absorção da radiação do Sol. (a) Explique por que, para fins de cálculo dessa força, a Terra pode ser considerada como um disco plano de face voltada para o Sol. (b) Estime essa força de radiação admitindo absorção completa. (c) Ache a razão da força de radiação para a força gravitacional exercida pelo Sol sobre a Terra.

E35. Cerca de 5% da potência de uma lâmpada de 100 W é convertida em radiação visível. (a) Qual é a intensidade média da radiação visível a uma distância de 1 m da lâmpada? (b) A uma distância de 10 m? Admita que a radiação seja emitida isotropicamente e despreze as refle­xões.



E36. A intensidade média da luz solar no topo da atmosfera terrestre é 1,35 kW/m2. Qual é a potência radiativa do Sol?




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