LISTA 1A – Física IV – Capítulo 33

1. (a) A distancia até a estrela polar do Hemisfério Norte, Polaris, é de

aproximadamente 6,44 x 1018 m. Se Polaris se apagasse hoje, em qual ano

nós a veríamos desaparecer? Ao redor de 2680

(b) Quanto tempo leva para a luz solar atingir a Terra? 499s

(c) Quanto tempo leva para o sinal de micro-ondas de radar propagar-se da

Terra até a Lua e voltar? 2,56s

(d) Quanto tempo leva para uma onda de radio dar uma volta na Terra em

um grande círculo próximo à superfície do planeta? 0,133s

(e) Quanto tempo leva para a luz de um raio atingir você se ele caiu a

10,0km de onde você se encontra? 33,3µs

2. A figura 1 mostra uma onda eletromagnética senoidal plana propagando-se na

direção x. Suponha que o comprimento de onda seja 50,0 m e que o campo

elétrico vibre no plano xy com uma amplitude de 22,0 V/m. Calcule:

(a) A frequência da onda; 6,00MHz

(b) A magnitude e a direção de B quando o campo elétrico tem seu valor

máximo na direção y negativa; 73,3nT

(c) Escreva uma expressão para B na forma

Figura 1 - Representação de uma onda eletromagnétic a senoidal plana, polarizada deslocando-se na

direção x positiva com uma velocidade c.

Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Campus Pato Branco Curso de Engenharia Mecânica

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁPR

3. Uma onda eletromagnética no vácuo tem uma amplitude de campo elétrico de

220 V/m. Calcule a amplitude do campo magnético correspondente. 7,33x10-7 T

4. Em unidades SI, o campo elétrico em uma onda eletromagnética é descrito por

Encontre:

(a) a amplitude das oscilações do campo magnético correspondente

0,333µT

(b) o comprimento de onda λ 0,628µm

(c) a frequência f 477THz

5. O olho humano é mais sensível à luz com comprimento de onda de 5,50x10-7m,

que está na região verde-amarelo do espectro eletromagnético visível. Qual é a

frequência dessa luz? 5,45 x 1014 Hz

6. Quais comprimentos de onda das ondas eletromagnéticas no vácuo tem

frequências de:

(a) 5,00 x 1019 Hz 6,00 pm

(b) 4,00 x 1019 Hz 7,50 cm

7. Suponha que você está localizado a 180m de um transmissor de rádio.

(a) A quantos comprimentos de onda você está do transmissor se a estação

chama 1 150AM? (as frequências AM são dadas em quilohertz). 0,69

(b) Quantos comprimentos de onda seriam se essa estação fosse a 98,1

FM? (As frequências FM são dadas em mega-hertz). 58,86

8. Suponha que a intensidade da radiação solar incidente nas camadas superiores

de nuvens da Terra é de 1 340W/m².

(a) Calcule a potência total irradiada pelo Sol, considerando a separação

média Terra-Sol como sendo de 1,496x1011m.

(b) Determine os valores máximos dos campos elétricos e magnético da luz

solar na posição da Terra.

9. Uma antena parabólica com diâmetro de 20,0m recebe (a incidência normal)

um sinal de rádio de uma fonte distante, como mostrado na Figura 2. Os sinal

de rádio é uma onda senoidal continua com amplitude Emax= 0,200 µV/m.

Suponha que a antena absorve toda a irradiação que incide sobre o disco.

(a) Qual é a amplitude do campo magnético nesta onda?

(b) Qual é a intensidade da radiação recebida por esta antena?

(c) Qual é a potência recebida pela antena?

10. Em 1965, Arno Penzias e Robert Wilson descobriram que radiação cósmica de

micro-ondas foi deixada pelo Big Bang na expansão do Universo. Suponha que

a densidade de energia dessa radiação de fundo é 4,00 x 10-14 /m³. Determine a

amplitude do campo elétrico correspondente. 95,1mV/m

11. Uma microonda linearmente polarizada com comprimento de onda de 1,50 cm

está dirigida ao longo do eixo x positivo. O vetor campo elétrico tem valor

máximo de 175V/m e vibra no plano xy.

(a) Suponha que a componente de campo magnético da onda pode ser

escrita na forma e de valores para Bmax, k e .

Determine também em qual plano vibra o vetor campo magnético.

, k=419rad/m,

(b) Calcule o valor médio do vetor de Poynting para essa onda.

Smed=40,6w/m²

(c) Qual pressão de radiação essa onda ira exercer se incidisse

normalmente sobre uma folha perfeitamente refletora? 271nPa

(d) Qual aceleração seria fornecida a uma folha de 500g (perfeitamente

refletora e sob incidência normal) com dimensões de 1,00 m X 0,750 m?

406nm/s²

12. O campo elétrico máximo a uma distancia de 10m de uma fonte pontual

isotrópica é 2,0 V/m. Quais são:

(a) o valor máximo do campo magnético 6,7 nT

(b) a intensidade média da luz a essa distancia da fonte 5,3mW/m²

(c) Qual é a potencia da fonte 6,7W

13. A luz do Sol, no limite superior da atmosfera terrestre, tem uma intensidade

de 1,40 kW/m². Calcule:

(a) Em 1,03kV/m

(b) Bm, para a luz nessa altitude supondo tratar-se de uma onda plana.

3,43µT

14. A componente elétrica de um feixe de luz polarizada é dada por

(a) Escreva uma expressão para a componente magnética da onda,

incluindo o valor de . Determine

(b) O comprimento de onda 6,28µm

(c) O período 20,9fs

(d) Intensidade da luz 33,2mW/m²

(e) O campo magnético oscila paralelamente a que eixo x

(f) Em que região do espectro eletromagnético esta essa onda

infravermelho