Uma onda eletromagnética plana, polarizada ao longo da direção
, se propaga ao longo do eixo
. A onda tem o seu campo elétrico com amplitude
e uma freqüência de
.
Calcule a intensidade média desta onda.
Calcule a intensidade média desta onda.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma onda eletromagnética que está polarizada na direção
e se move ao longo do eixo
. Sabemos a amplitude do campo elétrico (
) e a frequência da onda (
). O que precisamos calcular é a intensidade média dessa onda. Para isso, vamos usar as fórmulas da física que relacionam a amplitude do campo elétrico com a intensidade de uma onda eletromagnética.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula que relaciona a intensidade média (
) de uma onda eletromagnética com a amplitude do campo elétrico (
). A intensidade média é dada por:
Aqui,
é a permissividade do vácuo e
é a velocidade da luz no vácuo. Essa fórmula nos mostra que a intensidade depende diretamente do quadrado da amplitude do campo elétrico.
Passo 3
Agora, precisamos conhecer os valores das constantes envolvidas:
- A permissividade do vácuo,
, é aproximadamente (Farads por metro). - A velocidade da luz no vácuo,
, é cerca de .
Com esses valores, podemos substituir na fórmula para calcular a intensidade.
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula da intensidade:
Passo 5
Vamos calcular o termo
:
Passo 6
Substituindo de volta na equação da intensidade:
Passo 7
Vamos multiplicar os números e os expoentes separadamente:
- Multiplicando os números:
- Somando os expoentes de 10:
Portanto, a equação fica:
Passo 8
Finalmente, calculando o valor da intensidade:
Resposta
A intensidade média da onda é aproximadamente
.