Uma onda eletromagnética senoidal emitida por uma estação de radio passa perpendicularmente através de uma janela aberta com área de
. Na janela, o campo elétrico da onda possui valor médio de
. Quanta energia essa onda transporta através da janela durante um commercial de 30 s?
(
)
(
Passo 1
O enunciado diz que uma onda eletromagnética senoidal incide perpendicularmente numa janela de área
e tem “valor médio” do campo elétrico igual a
. Pede-se a energia transportada em
. O conteúdo envolvido é o vetor de Poynting e a intensidade média de uma onda plana senoidal.
Passo 2
O vetor de Poynting instantâneo é
e para uma onda plana
,
com
. O valor médio (sobre um ciclo) da magnitude de
é
Como o enunciado dá o “valor médio” do campo elétrico, interpretamos este como o valor RMS,
. Nesse caso a intensidade média pode também ser escrita como
Passo 3
Usando
e
, o “impedância do vácuo” é
logo
Passo 4
A potência média atravessando a janela é
Passo 5
A energia transportada em
é
Resposta
A energia transportada pela onda durante 30 s é aproximadamente
.