Uma onda eletromagnética tem intensidade de 100 W / m^2. Encontre (a)a pressão de radiação Pr,(b) Em q e (c) Bm q.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos diz que uma onda eletromagnética tem uma intensidade de . Precisamos encontrar três coisas:
a) A pressão de radiação ,
b) O campo elétrico de pico ,
c) O campo magnético de pico .
Para resolver isso, vamos usar algumas fórmulas da física das ondas eletromagnéticas que relacionam intensidade, campos elétrico e magnético, e pressão de radiação.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o campo elétrico de pico I = 12 , c , varepsilon0 , Emq^2 . A intensidade Emq = raiz2Ic , varepsilon0 da onda eletromagnética está relacionada ao campo elétrico pela fórmula:
Emq = raiz2 times 1003 times 10^8 times 8,85 times 10^-12
Onde:
  • 3 times 10^8 times 8,85 times 10^-12 = 2,655 times 10^-3 é a velocidade da luz ( Emq = raiz2002,655 times 10^-3 = raiz7,536 times 10^4 approx 274,7 , V/m ),
  • é a permissividade do vácuo ( ),
  • é o campo elétrico de pico que queremos encontrar.
Vamos isolar :
Substituindo os valores:
Calculando o denominador primeiro:
Agora:
Então, o campo elétrico de pico é aproximadamente .

Passo 3

Agora, vamos encontrar o campo magnético de pico Bmq = Emqc . A relação entre os campos elétrico e magnético em uma onda eletromagnética é dada por:
Bmq = 2753 times 10^8 approx 9,17 times 10^-7 , T
Já sabemos que e . Então:
Portanto, o campo magnético de pico é aproximadamente .

Passo 4

Por último, vamos calcular a pressão de radiação Pr = Ic . A pressão de radiação está relacionada à intensidade pela fórmula:
Pr = 1003 times 10^8 approx 3,33 times 10^-7 , Pa
Substituindo os valores:
Então, a pressão de radiação é aproximadamente .

Resposta

a) A pressão de radiação é aproximadamente .
b) O campo elétrico de pico é aproximadamente .
c) O campo magnético de pico é aproximadamente .

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