A intensidade da luz solar no topo da atmosfera terrestre é
.
a) Qual a amplitude do campo elétrico? (
)
b) Qual a amplitude do campo magnético? (
)
c) Considerando a Terra uma esfera de raio
, qual a energia que chega à Terra em um segundo?
d) Sabendo que a luz leva em média 8 min 20 s para chegar do Sol até a Terra, calcule a potência do Sol.
a) Qual a amplitude do campo elétrico? (
b) Qual a amplitude do campo magnético? (
c) Considerando a Terra uma esfera de raio
d) Sabendo que a luz leva em média 8 min 20 s para chegar do Sol até a Terra, calcule a potência do Sol.
Passo 1
O enunciado diz que a intensidade da luz solar no topo da atmosfera é
. Vamos tratar a luz como uma onda eletromagnética no vácuo, para a qual vale
onde
é a amplitude do campo elétrico,
a velocidade da luz e
a permissividade do vácuo. Além disso, a amplitude do campo magnético satisfaz
Para a parte (c) usaremos que a Terra é uma esfera de raio
e a energia que incide por segundo é
com
e
. Na parte (d) o tempo de viagem da luz Sol–Terra é
, a distância é
e a potência do Sol é
.
Passo 2
Vamos achar a amplitude do campo elétrico. Isolando
em
temos
Substituindo
,
e
,
Passo 3
A amplitude do campo magnético é
(Arredondando para dois algarismos significativos, dá cerca de
.)
Passo 4
A energia que chega à Terra em
segundo é
Calculando,
logo
Passo 5
Para achar a potência do Sol, note que a luz leva
até aqui, então a distância é
O Sol irradia igualmente em todas as direções, então
Calculando
e
,
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d)
(b)
(c)
(d)