\mathbf{0 1}(\mathbf{5 , 0}) - Considere uma onda plana uniforme de frequência 600 THz se propagando no ar na direção +z. O campo elétrico está polarizado na direção x . Essa onda incide normalmente em uma superfície de vidro no plano \mathrm{z}=0 e a permissividade relativa do vidro é \varepsilon_{\mathrm{r}}=2.25 (meio não-magnéticos \mu_{\mathrm{r}}=1 ). A amplitude do campo elétrico da onda incidente é 10 \mathrm{~V} / \mathrm{m} e sua fase inicial é zero.
a) Escreva os fasores e as expressões dos campos instantâneos incidentes \mathbf{E}_{\mathbf{i}} e \mathbf{H}_{\mathbf{i}}.
b) Escreva os fasores e as expressões dos campos instantâneos refletidos \mathbf{E}_{\mathbf{r}} e \mathbf{H}_{\mathbf{r}}.
c) Escreva os fasores e as expressões dos campos instantâneos transmitidos \mathbf{E}_{t} e \mathbf{H}_{\mathbf{t}}.
d) Determine a fração da potência incidente que é transmitida para a onda que se propaga no vidro.
Passo 1
O enunciado descreve uma onda plana senoidal de frequência f=600\,\mathrm{THz} que se propaga no ar (meio 1) na direção +z, com campo elétrico polarizado em x. Essa onda incide normalmente numa superfície plana de vidro em z=0 (meio 2) com \varepsilon_r=2,25 e \mu_r=1. A amplitude do campo elétrico incidente é E_{0i}=10\,\mathrm{V/m} e a fase inicial é zero. Vamos encontrar, passo a passo, os fasores e os campos instantâneos \mathbf{E} e \mathbf{H} das ondas incidente, refletida e transmitida, e calcular a fração de potência que entra no vidro.
Passo 2
Primeiro, obtemos a frequência angular e os números de onda em cada meio.
\omega = 2\pi f = 2\pi \times 600\times10^{12}\approx3,77\times10^{15}\,\mathrm{rad/s}