Os valores experimentais da permissividade elétrica e permeabilidade magnética de um dado material valem e , respectivamente. Determine a velocidade de propagação de um feixe de luz no material.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Passo 1
Vamos começar pela relação entre a velocidade e a permissividade elétrica e permeabilidade magnética é:
Onde o e são os de um meio qualquer.
Passo 2
Se estivermos interessados no vácuo, temos que a velocidade da onda eletromagnética é igual a velocidade da luz , enquanto substituímos pelos valores fixos da permissividade elétrica do vácuoe permeabilidade magnética do vácuo :
Ou seja,
Passo 3
Substituindo os dados do enunciado:
Na equação:
Ficamos com:
Como temos um produto entre um número e uma fração, podemos simplificar em apenas uma fração:
Como temos tanto o número no numerador fazendo uma multiplicação, quanto no denominador, podemos cortá-los:
Invertendo os dois lados da igualdade, ficamos com:
Passo 4
Vimos no passo 1 que:
Então a equação:
Podemos fazer a seguinte substituição:
Logo a relação entre a nova velocidade ao quadrado e a velocidade da luz ao quadrado, temos:
Tirando a raiz quadrada dos dois lados da equação:
Tirando raiz quadrada de um elemento elevado ao quadrado, voltamos ao elemento normal:
Racionalizando, devemos multiplicar por raiz de 3 em cima e em baixo:
O produto de raiz quadrada por outra raiz quadrada é igual ao número original:
Chegamos a opção da letra “c”!
Resposta
c)