Uma onda eletromagnética plana, que se propaga no vácuo com velocidade c=3.10^8 m / s, varia senoidalmente com período de 10 ns à medida que se propaga ao longo do sentido positivo de x . O valor máximo do campo magnético é de 610^-12 T e está dirigido ao longo do eixo z .
Que pressão de radiação essa onda deve exercer sobre uma superfície perfeitamente refletora sob incidência normal? (Resp: 0,48.10^-8 N / m^2 )

Passo 1

Beleza, vamos lá. O exercício diz que temos uma onda eletromagnética plana no vácuo, com velocidade
B0 = 6times10^-12 T , período (mas a gente nem vai usar o período diretamente), e o campo magnético máximo é
apontando ao longo de .
Conteúdo que vamos usar:
  • A relação entre os campos elétrico e magnético numa onda livre: .
  • O vetor Poynting que dá a intensidade média da onda:
    .
  • A pressão de radiação para reflexão perfeita:
    .

Passo 2

Primeiro, convertemos o E0 = c,B0 em E0 = (3times10^8)times(6times10^-12) = 1,8times10^-3 V/m usando
Substituindo e ,

Passo 3

Agora achamos a intensidade média da onda (fluxo de energia), que em módulo vale
lang<= Srang<= = E0,B02,mu0,
onde lang<= Srang<= = (1,8times10^-3)(6times10^-12) 2,(4pitimes10^-7) = 1,08times10^-148pitimes10^-7 approx 4,3times10^-9 W/m^2 .
Então

Passo 4

Para uma superfície que reflete perfeitamente, a pressão de radiação é
p = 2,lang<= Srang<=c
Substituindo p = 2times4,3times10^-93times10^8 = 8,6times10^-93times10^8 approx 2,9times10^-17 N/m^2 e ,

Resposta

A pressão de radiação na superfície perfeitamente refletora é, numericamente,
boxedp approx 2,9times10^-17 N/m^2

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