Quais as principais características das ondas eletromagnéticas?

Passo 1

O enunciado pede para identificarmos as características principais das ondas eletromagnéticas. O conteúdo pertence à teoria de ondas e às equações de Maxwell, e para resolver precisamos conhecer como campos elétrico e magnético se comportam e se relacionam em uma onda.

Passo 2

As ondas eletromagnéticas surgem como soluções das equações de Maxwell no vácuo (ou em meios materiais), ou seja, são perturbações acopladas dos campos elétrico \mathbf{E} e magnético \mathbf{B} que se propagam sem necessidade de meio material.
Em cada ponto da onda, os vetores \mathbf{E} e \mathbf{B} são perpendiculares entre si e ambos são perpendiculares à direção de propagação. Por isso dizemos que são ondas transversais.

Passo 3

No vácuo, a velocidade de propagação é constante e igual à velocidade da luz:
c \approx 3\times10^{8}\,\mathrm{m/s}.
Elas têm frequência f e comprimento de onda \lambda relacionados por
c = \lambda\,f.

Passo 4

Transmitem energia e momento. A densidade de fluxo de energia é dada pelo vetor de Poynting \mathbf{S} = \frac{1}{\mu_{0}}\mathbf{E}\times\mathbf{B}, e, no âmbito quântico, cada fóton carrega energia E = h\,f.

Passo 5

Podem ser polarizadas (linear, circular, elíptica), e exibem fenômenos de interferência, difração e dispersão, típicos de ondas.

Resposta

  • Surgem como solução das equações de Maxwell, sem necessidade de meio material.
  • São ondas transversais: \mathbf{E}\perp\mathbf{B}\perp direção de propagação.
  • Propagam-se no vácuo à velocidade \displaystyle c\approx3\times10^{8}\,\mathrm{m/s}.
  • Possuem frequência f e comprimento de onda \lambda ligados por c=\lambda\,f.
  • Transportam energia e momento (vetor de Poynting e fótons com E=h\,f).
  • Podem ser polarizadas e sofrem interferência, difração e dispersão.

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