A intensidade luminosa média dos raios solares no topo da atmosfera terrestre é de 1400 W / m^2. Qual a amplitude do campo elétrico médio na superfície terrestre sabendo que a atmosfera absorve 20 % dessa intensidade luminosa. (Resp: ET=918,7 V / m )

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão pede.
Enunciado resumido: no topo da atmosfera temos uma intensidade luminosa média de I = 12,varepsilon0,c,E0^2 . A atmosfera absorve 20% dessa potência. Pergunta: qual é a amplitude do campo elétrico médio ao nível do solo?
Conteúdo: ondas eletromagnéticas, relação entre intensidade média e amplitude do campo elétrico .
O que vamos precisar:
  • A fórmula da intensidade média de uma onda eletromagnética em função de :
  • Valor das constantes:
    e

Passo 2

Primeiro cálculo: intensidade que chega ao solo.
No topo temos Isolo = 0,8 times 1400 = 1120;W/m^2 . A atmosfera absorve 20%, sobram 80%.
Logo,

Passo 3

Agora usamos a relação entre intensidade média e amplitude do campo elétrico.
Teoria: em uma onda eletromagnética plana no vácuo (ou ar),
I = 12,varepsilon0,c,E0^2
Isso vem de misturar as expressões de densidade de energia elétrica e magnética e a velocidade de propagação .

Passo 4

Isolando E0 = raiz2,Ivarepsilon0,c :
E0 = raiz2 times 11208,85times10^-12 times 3,0times10^8 approx 918,7;V/m
Substituindo , , :

Resposta

Exercícios relacionados