Uma fonte pontual isotrópica emite luz com comprimento de onda de 450 nm e potência de 1000 W . Um detector de luz é posicionado a 500 m da fonte. Se a componente magnética da onda eletromagnética é dada por
, responda: a) qual o valor da frequência angular
? b) qual o valor da intensidade média desta onda, na posição do detetor? c) qual o valor da amplitude máxima
do campo magnético desta onda, na posição do detetor? d) qual o valor máximo da taxa
com a qual a componente magnética da luz varia com o tempo na posição do detector?
Passo 1
A questão descreve uma fonte pontual isotrópica que emite luz de comprimento de onda 450 nm e potência total 1000 W. Um detector está a 500 m da fonte. Vamos usar: relação entre frequência angular e comprimento de onda, lei do inverso do quadrado para intensidade de fonte isotrópica, e relação entre intensidade e amplitude de campo magnético num plano de onda eletromagnética.
Passo 2
Para achar a frequência angular
, primeiro calculamos a frequência
usando
, depois
. Como
m/s e
m, temos
Passo 3
A intensidade média no detector vem de uma fonte isotrópica:
Substituindo
W e
m:
Passo 4
Para achar a amplitude máxima do campo magnético
, usamos a relação entre intensidade e
num plano de onda:
Isolando
:
Com
N/A² e
m/s, e
W/m², obtemos
Passo 5
Finalmente, a máxima taxa de variação temporal de
num coseno é o produto de
por
:
Resposta
a)
b)
c)
d)