Defina a polaraização de um campo elétrico. Para que valores das amplitudes E0 x, E0 y e diferença de fase de uma onda é dita (i) linearmente polarizada, (ii) circurlarmente polarizada e (iii) elipticamente polarizada?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente precisa definir o que é polarização de um campo elétrico e descobrir quais valores das amplitudes , e da diferença de fase fazem com que uma onda seja:
  1. Linearmente polarizada
  2. Circularmente polarizada
  3. Elipticamente polarizada
Vamos usar conceitos de ondas eletromagnéticas e como elas vibram no espaço.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o que é polarização. Polarização descreve a direção na qual o campo elétrico de uma onda eletromagnética oscila enquanto a onda se propaga. Dependendo das amplitudes e da diferença de fase entre as componentes nos eixos e , a suscetibilidade da polarização muda.

Passo 3

Vamos considerar as componentes do campo elétrico em Ex = E0x cos(omega t) e Ey = E0y cos(omega t + de com uma diferença de fase . As expressões gerais para as componentes são:
Aqui, e são as amplitudes das componentes e , e é a diferença de fase entre elas.

Passo 4

Agora, vamos analisar cada caso de polarização:

1. Polarização Linear

Para a onda ser linearmente polarizada, as componentes e devem vibrar na mesma direção ou em direções opostas, sem diferença de fase que cause rotação. Isso acontece quando a diferença de fase é ou (180 graus).
Além disso, as amplitudes e podem ser quaisquer valores, contanto que ou .

2. Polarização Circular

A polarização circular ocorre quando as amplitudes das componentes e são iguais, ou seja, , e a diferença de fase é (90 graus ou -90 graus). Isso faz com que as componentes se propaguem com uma fase que cria uma rotação constante do campo elétrico, formando um círculo.

3. Polarização Elíptica

A polarização elíptica é o caso geral onde e não é , , ou . Aqui, as componentes têm amplitudes diferentes e uma diferença de fase que não é múltiplo exato de , resultando em uma trajetória elíptica do campo elétrico.

Resposta

Uma onda é dita:
  1. Linearmente polarizada se ou , com quaisquer valores de e .
  2. Circularmente polarizada se e .
  3. Elipticamente polarizada para todos os demais valores de , e que não atendam às condições anteriores.

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