Lista de Exercícios

Professor: André L. C. Conceição
Disciplina: Física IV – Teórica
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Lista de Exercícios - 1
1) Um laser de hélio-neônio emite luz vermelha com comprimento de onda de 632,8 nm, qual
é a frequência desta luz emitida pelo laser?
2) Alguns lasers de neodímio-vidro podem produzir 100 TW de potência em pulsos de 1,0 ns
com um comprimento de onda de 0,26 µm. Qual é a energia contida em um desses pulsos?
3) A luz do sol no limite superior da atmosfera terrestre tem uma intensidade de 1,40 kW/m2.
Calcule (a) Em e (b) Bm para a luz solar nessa altitude, supondo tratar-se de onda plana.
4) O campo elétrico máximo a uma distância de 10 m 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
esta distância da fonte? Qual é a potência da fonte?
5) A intensidade I da luz emitida por uma fonte pontual e
isotrópica é medida em função da distância r da fonte. A figura
ao lado mostra a intensidade I em função do inverso do
quadrado da distância, r-2. A escala do eixo vertical é definida
por Is = 200 W/m2 e a escala do eixo horizontal é definida por
rs-2 = 8,0 m-2. Qual é a potência da fonte?
6) Uma onda eletromagnética com intensidade igual a 200 W/m2 incide sobre um cartão
retangular preto de 20 cm por 30 cm que absorve toda a onda. (a) Determine a força exercida
no cartão pela radiação. (b) Determine a força exercida pela mesma onda se o cartão
refletisse 100% da onda.
7) Uma pequena espaçonave cuja massa é 1,5 x 103 kg (incluindo um astronauta) está à
deriva no espaço, longe de qualquer campo gravitacional. Se o astronauta liga um laser de 10
kW de potência, que velocidade a nave atinge em 1,0 dia por causa do momento associado à
luz do laser?
8) Uma fonte pontual e intensa irradia 1,00 MW isotropicamente (uniformemente em todas as
direções. A fonte está localizada a 1,00 m acima de um plano infinito e perfeitamente refletor.
Determine a força que a pressão da radiação exerce no plano.
9) Na figura abaixo, a luz incide, fazendo um ângulo θ1 = 40,1º com a normal, na interface de
dois materiais transparentes. Parte da luz atravessa as outras três camadas transparentes e
parte é refletida para cima e escapa para o ar. Se n1 = 1,30, n2 = 1,40, n3 = 1,32 e n4 = 1,45,
determine o valor (a) de θ5; (b) de θ4.
10) Na figura abaixo, uma estaca vertical com 2,00 m de comprimento se projeta do fundo de
uma piscina até um ponto 50,0 cm acima da água. O Sol está 55,0º acima do horizonte. Qual
é o comprimento da sombra da estaca no fundo da piscina?
11) Um feixe de luz não-polarizada atravessa um conjunto de três filtros polarizadores que
transmite 0,0500 da intensidade luminosa inicial. As direções de polarização do primeiro e do
terceiro filtro são θ1 = 0º e θ3 = 90º. Determine (a) o menor e (b) o maior valor possível do
ângulo θ2 (<90º) que define a direção de polarização do filtro 2.
12) Um feixe de luz não-polarizada com uma intensidade de 10 mW/m2 atravessa um filtro
polarizador. Determine (a) a amplitude do campo elétrico da luz transmitida; (b) a pressão
exercida pela radiação sobre o filtro polarizador.
13) Um feixe de laser horizontal de 5,0 mW que está verticamente polarizado incide em uma
lâmina polarizadora que está orientada com seu eixo de transmissão na vertical. Atrás da
primeira lâmina há uma segunda que está orientada com seu eixo de transmissão formando
27º com relação à vertical. Qual é a potência do feixe transmitido através da segunda lâmina?
14) O ângulo de polarização para a luz no ar em certa substância é 60º. (a) Qual é o ângulo de
refração da luz incidente neste ângulo? (b) Qual é o índice de refração desta substância?
15) Um pescador em seu barco sobre um rio aponta sua lanterna para tentar enxergar algum
peixe. Sabendo que o feixe de luz proveniente da lanterna é não polarizado e que o índice de
refração da água do rio é 1,33, determine os ângulos de (a) polarização e (b) refração da luz.