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Exercícios Física IV (vetor de poynting, energia luz e ótica

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Exercícios Física IV – Aulas 01 e 02 
1. Qual a energia eletromagnética encerrada, em um metro cúbico, nas vizinhanças da superfície da Terra, 
se a intensidade da luz solar for, num dia límpido, igual a 1000 W/m
2
. 
2. A que distância de uma fonte isotrópica de ondas eletromagnéticas, com a potência de 100 W, se tem 
Em= 15 V/m? 
3. Qual o valor médio do Vetor de Poynting a uma distância de 8 km de um transmissor de rádio, 
isotrópico, que emite com a potência média de 250 kW? 
4. Uma onda de rádio transmite 25 W/m2 de potência por unidade de área. Uma superfície plana, de área 
A, é perpendicular à direção de propagação da onda. Calcular a pressão de radiação sobre a superfície se 
a superfície for um absorvedor perfeito. 
5. Um feixe de laser, de 100 mW, é refletido por um espelho, na direção inicial. Calcular a força exercida 
sobre o espelho. 
6. Uma onda eletromagnética plana, com a intensidade de 6 W/m2, atinge um pequeno espelho de área 40 
cm
2
, perpendicular à direção de propagação da onda. (a) Qual o momento que a onda transfere para o 
espelho, a cada segundo? (b) Achar a força que a onda exerce sobre o espelho. 
7. O olho humano é mais sensível à luz que tem comprimento de onda de 5,5 x 10-7 m, que está na região 
do verde-amarelado do espectro eletromagnético. Qual a frequência dessa luz? 
8. Uma onda eletromagnética plana tem um campo elétrico máximo de 3,2 x10-4 V/m. Determine a 
amplitude do campo magnético. 
9. O campo elétrico máximo a uma distância de 10m de uma fonte pontual isotrópica é 2,0 V/m. Quais são 
(a) o valor máximo do campo magnético e (b) a intensidade média da luz a essa distância da fonte? (c) 
qual é a potencia da fonte? 
10. Um avião que se encontra a uma distância de 10 km de um transmissor de rádio recebe um sinal com 
uma intensidade de 10µW/m
2
. Determine a amplitude (a) do campo elétrico e (b) do campo magnético 
associado ao sinal na posição do avião. (c) Se o transmissor irradia uniformemente ao longo de um 
hemisfério, qual é a potencia da transmissão? 
11. Qual a pressão da radiação a 1,5m de distância de uma lâmpada de 500 W? Suponha que a superfície 
sobre a qual a pressão é exercício está voltada para a lâmpada e é perfeitamente absorvente. Suponha 
também que a lâmpada irradia uniformemente em todas as direções. 
12. Prove que, para uma onda eletromagnética plana que incide perpendicularmente em uma superfície 
plana, que a pressão exercida pela radiação sobre a superfície é igual à densidade de energia do feixe 
incidente. (Essa relação entre pressão e densidade de energia não depende da refletância da superfície). 
13. Um raio de luz que se propaga no vácuo incide na superfície de uma placa de vidro. No vácuo o raio faz 
um ângulo de 32,0
o
 com a normal à superfície, enquanto no vidro faz um ângulo de 21,0
o
 o com a 
normal. Qual é o índice de refração do vidro? 
14. Mostra-se na figura um raio luminoso sendo refletido em dois espelhos A e B. Determine o ângulo entre 
os raios incidente i o raio r. 
Prof. Neri Alves

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