Uma onda eletromagnética plana, com comprimento de onda de 0,5 mu m, se propaga no vácuo no sentido positivo do eixo X seu vetor campo elétrico E, de amplitude 40 V / m, paralelo ao eixo Y. A Energia transmitida a uma placa de 1 m^2 em uma hora, supondo absorção total?

Passo 1

Beleza, aqui o enunciado diz que temos uma onda eletromagnética no vácuo com comprimento de onda , ela se propaga no eixo e o campo elétrico tem amplitude apontando em . A gente precisa achar a energia que atinge e fica absorvida por uma placa de área em hora.
Conteúdo: ondas eletromagnéticas → intensidade (fluxo de energia) → relação com → energia absorvida.

Passo 2

Vamos lembrar da teoria básica:
  1. A intensidade média I ;=;12,c,varepsilon0,E0^2 de uma onda eletromagnética no vácuo (ou seja, o valor médio do vetor de Poynting) é dada por
W ;=; I times A times t
onde
  • é a velocidade da luz no vácuo ( ),
  • é a permissividade do vácuo ( ),
  • e é a amplitude do campo elétrico.
  1. A energia total que chega numa área durante um tempo é

Passo 3

Primeiro, calcula a intensidade:
I =12,c,varepsilon0,E0^2 =12times(3times10^8)times(8,85times10^-12)times(40)^2
Vamos fazer por partes:
  • I = 1,3275times10^-3times1600 approx2,124 W/m^2 .
  • .
    Então

Passo 4

Agora calcula a energia absorvida em W = I,A,t =2,124 W/m^2times1 m^2times3600 s approx7646,4 J hora ( ) na área :

Resposta

A energia total absorvida pela placa em uma hora é aproximadamente
boxed7,65times10^3 J

Exercícios relacionados