Ondas Eletromagnéticas

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: Error!, 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 S = 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/m 2. 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?