Lista-Ondas-Electromagnéticas

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Fisica 4 - 2014 - 2 - Ondas Eletromagnéticas
August 27, 2014
1 Quais dos vetores ~E(r, t) listados abaixo NÃO poderia representar o
campo elétrico de uma onda eletromagnética? Por quê ?
1. ~E(r, t) = E0 cos (κx− ωt)yˆ
2. ~E(r, t) = E0 sin (κy − ωt)yˆ
3. ~E(r, t) = E0 cos (κz + ωt)xˆ
4. ~E(r, t) = E0 sin (κz + ωt)zˆ
5. ~E(r, t) = E0 cos (κx− ωt)yˆ + E0 sin (κx+ ωt)zˆ
6. ~E(r, t) = E0 sin (κy − ωt)xˆ+ E0 cos (κy − ωt)zˆ
7. ~E(r, t) = E0 cos (κz + ωt)yˆ + E0 sin (κz + ωt)xˆ
2 Para os campos ~E(r, t) (ou ~B(r, t)) abaixo, determine: o tipo de polar-
ização da onda, a direção e sentido de propagação, o comprimento de
onda, calcule o outro campo ~B(r, t) (ou ~E(r, t)), e calcule o vetor de
Poynting ~S(r, t) e a intensidade média I.
1. ~E(r, t) = E0 cos (κx− ωt)yˆ
2. ~E(r, t) = E0 sin (κy − ωt)xˆ
3. ~B(r, t) = B0 cos (κz + ωt)xˆ
4. ~B(r, t) = B0 sin (κz + ωt)yˆ
5. ~E(r, t) = E0 cos (κz − ωt+ φ0)xˆ
6. ~B(r, t) = B0 sin (κz + ωt+ φ0)yˆ
7. ~E(r, t) = E0 cos (κz − ωt+ pi/2)xˆ
8. ~B(r, t) = B0 sin (κz + ωt+ pi/2)yˆ
1
9. ~E(r, t) = E0 cos (κxx+ κzz + ωt)yˆ
10. ~B(r, t) = B0 sin (κyy + κzz + ωt)xˆ
11. ~E(r, t) = E0 cos (κxx+ κyy − ωt)zˆ
12. ~B(r, t) = B0 sin (κxx+ κyy − ωt)zˆ
13. ~E(r, t) = E0 cos (κx− ωt)yˆ + E0 cos (κx− ωt)zˆ
14. ~B(r, t) = B0 sin (κy − ωt)xˆ+ E0 sin (κy − ωt)zˆ
15. ~E(r, t) = E0 cos (κx− ωt)yˆ + E0 sin (κx− ωt)zˆ
16. ~B(r, t) = B0 sin (κy − ωt)xˆ+ E0 cos (κy − ωt)zˆ
17. ~E(r, t) = E0 cos (κz + ωt)yˆ + E0 sin (κz + ωt)xˆ
18. ~B(r, t) = B0 sin (κz − ωt)xˆ+ E0 cos (κz − ωt)yˆ
3 Problema Desafiador - valendo 0.5 pt para quem
resolve-lo INTEIRO no quadro em 05/09/2014.
3.1 Após a explosão solar que matará a todos nós antes mesmo do final
do curso de Física 4, uma onda eletromagnética, originada no nosso
astro rei, começou a se propagar no vácuo, em direção à Terra, com
uma velocidade c ≈ 3× 108 m/s, comprimento de onda λ = 600 nm, e
com uma intensidade média e constante dada por aproximadamente
Imed = 1, 14 mW/m2. Para um observador da Terra (momentanea-
mente vivo), a onda se aproxima circularmente polarizada no sentido
horário. Sabendo que RSol−Terra ≈ 150× 106 km, determine:
• a amplitude máxima do campo elétrico, E0 = |~E(r, t)|max;
• as expressões completas (mais gerais) para os campos ~E(r, t) e ~B(r, t);
• o vetor de Poynting ~S(r, t);
• a potência gerada pela fonte no momento da explosão;
• a potência captada por uma célula fotosensível na Terra, com área super-
ficial de 4 m2.
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