O feixe de um pequeno laser de laboratório normalmente tem uma intensidade de cerca de
. Supondo que o feixe é composto de ondas planas, calcule as amplitudes dos campos elétrico e magnético no feixe.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular as amplitudes dos campos elétrico (
) e magnético (
) em um feixe de laser, sabendo que a intensidade do feixe é de
. Vamos usar conceitos de ondas eletromagnéticas, especificamente relacionando intensidade com os campos elétrico e magnético. Para isso, vamos precisar das constantes físicas como a velocidade da luz (
) e a permissividade do vácuo (
).
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como a intensidade (
) de uma onda eletromagnética está relacionada à amplitude do campo elétrico (
). A fórmula que relaciona esses valores é:
Aqui,
é a velocidade da luz no vácuo (
) e
é a permissividade do vácuo (
). Queremos encontrar
, então vamos isolar essa variável na equação.
Passo 3
Vamos rearranjar a fórmula para resolver para
:
Substituindo os valores conhecidos:
Calculando o denominador primeiro:
Agora, dividindo o numerador pelo denominador:
Finalmente, a raiz quadrada:
Passo 4
Agora que temos a amplitude do campo elétrico, podemos encontrar a amplitude do campo magnético (
). Sabemos que, para ondas planas, os campos elétrico e magnético estão relacionados pela velocidade da luz:
Substituindo os valores:
Resposta
A amplitude do campo elétrico é aproximadamente
e a amplitude do campo magnético é cerca de
.