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2018 Vetor de Poynting A taxa de energia transportada por uma O. E. por unidade de área é descrita por um vetor S denominado vetor de Poynting dado por S fornece a direção de propagação da onda; O módulo de S fornece a potência por unidade de área BES 0 1 udVdU 2 0 1 cE A P dt dU A S ))(( 20 AcdtEdU Vetor de Poynting O fluxo total de energia por unidade de tempo (potência) que atravessa uma superfície fechada é dado por Como E e B variam com o tempo, S também varia. Dado que a frequência das O. E. são elevadas, a variação de S é tão rápida que é mais conveniente usar seu valor médio O valor médio de S fornece a intensidade da radiação Se as ondas não perdem energia à medida que se propagam AdSP . rmsrmsmed BEcESI 0 2 max0 1 2 1 24 r P I Exemplo Uma estação de rádio na superfície terrestre irradia ondas senoidais com uma potência média total igual a 50 kW. Supondo que a emissora irradie uniformemente em todas as direções acima do solo determine as amplitudes Emax e Bmax detectadas por um satélite a uma distância de 100 km da antena. Pressão de radiação Quando uma onda incide sobre um objeto, este pode absorver energia da onda e elevar sua temperatura. Na absorção de uma O.E. é possível transferir uma quantidade de movimento para o objeto. O campo E exerce uma força Os elétrons adquirem uma velocidade de deriva igual a Quando os elétrons se movem o campo B exerce uma força EeFE beEvd / BveF dB Pressão de radiação De acordo com a regra da mão-direita a força magnética se orienta na direção +x e sua intensidade é dada por B não realiza trabalho, mas E sim e, portanto, transfere energia a uma taxa Se a chapa é uniformemente iluminada e contém N elétrons, a força total é c SA dt dU ccb Ee NNFF B 122 b Ee b eE eEvF dt dU dE e 22 )( cb Ee b EBe BevF dB 222 Pressão de radiação Tomando a média no tempo obtemos. Utilizando Podemos escrever Integrando (absorção) (reflexão) F dt dp c I A Fmed dt dU cdt dp 1 c U p c U p 2 Exemplo Um satélite em órbita em torno da Terra possui um painel coletor de energia solar com área total igual a 4,0 m2. Sabendo que a luz solar é perpendicular à superfície do painel e é totalmente absorvida, calcule a potência solar média absorvida e a força média exercida pela pressão de radiação. Atualidade Exemplo Um apontador laser verde possui uma potência de 1,00 mW. Nós incidimos o feixe de laser perpendicularmente a uma folha de papel branca, que reflete a luz. A mancha luminosa sobre o papel tem 2,00 mm de diâmetro. Que força a luz proveniente do apontador laser exerce sobre o papel?
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