Nota: Suponha que o meio é o vácuo, a não ser quando especificado de outra maneira.
6 Uma onda cletromagnética no vácuo tem uma amplitude de campo elétrico de
. Calcule a amplitude do campo magnético correspondente.
6 Uma onda cletromagnética no vácuo tem uma amplitude de campo elétrico de
Passo 1
O enunciado dá e pede o seguinte (vou listar tudo de forma bem clara):
- Dado: a amplitude do campo elétrico é
. - Condição: o meio é o vácuo.
- Pedido: calcular a amplitude do campo magnético correspondente, ou seja, encontrar
.
Passo 2
Qual relação entre
e
usar? Em uma onda eletromagnética plana que se propaga no vácuo, os campos elétrico e magnético são perpendiculares entre si e têm amplitudes relacionadas por
onde
é a velocidade da luz no vácuo. Vou explicar por que essa relação vale, de forma simples e sem pular etapas.
Explicação física curta e intuitiva:
- As equações de Maxwell mostram que, para uma onda plana no vácuo, o campo elétrico varia no tempo e gera o campo magnético e vice‑versa de modo que ambos se propagam juntos.
- Uma maneira prática de ver a relação é comparar as densidades de energia elétrica e magnética da onda. A densidade de energia elétrica é
e a densidade magnética é
No vácuo vale
. Para a onda eletromagnética essas duas densidades são iguais (
), e disso segue
Essa é a razão prática que usamos para relacionar as amplitudes.
Passo 3
Da relação
isolamos
:
Aqui:
-
é a amplitude do campo elétrico (em ), -
é a velocidade da luz no vácuo (em ), -
fica em tesla ( ), unidade do campo magnético.
Passo 4
Agora substituímos números. Para facilitar contas à mão, uso
. Escrevendo
em notação científica:
Calculemos
Fazendo a divisão
, obtemos
Passo 5
Interpretação rápida e conversão de unidades:
- Em tesla:
. - Em microtesla (
): .
Você chegou aqui! A ideia principal para usar na prova é lembrar a relação simples
(no vácuo) e isolar
. Se precisar, pratique com outros valores de
para internalizar a conta.