Se você medir o campo magnético e o campo elétrico em um ponto do espaço onde se propaga uma onda eletromagnética, é possível determinar a direção de propagação da onda? Explique.
Passo 1
O enunciado pergunta se, medindo num ponto do espaço os vetores do campo elétrico
e do campo magnético
de uma onda eletromagnética, a gente consegue descobrir em que direção essa onda está se propagando. O conteúdo envolve as propriedades de uma onda eletromagnética em vácuo (ou meio livre) e o uso do vetor de Poynting.
Passo 2
Numa onda eletromagnética plana em vácuo, os vetores
e
são perpendiculares entre si e também perpendiculares à direção de propagação
. Em outras palavras, formam um triângulo ortogonal:
Passo 3
O vetor de Poynting
representa a densidade de fluxo de energia eletromagnética. Em vácuo ele é dado por
Esse vetor aponta exatamente na direção de propagação da onda e o seu sentido indica para onde a onda transporta energia.
Passo 4
Portanto, medindo
e
naquele ponto, basta calcular o produto vetorial
e normalizá-lo (ou apenas olhar seu sentido) para obter a direção de propagação. Se quisermos a intensidade do fluxo de energia, usamos o fator
, mas para a direção só importa o sentido de
.
Resposta
Sim. A direção de propagação da onda está dada pelo sentido do vetor de Poynting
ou seja, pelo sentido de
.