Uma onda plana eletromagnética tem um campo elétrico que é paralelo ao eixo y e tem um vetor de Poynting dado por
no SI), onde
. Quais são a direção e o sentido de propagação da onda?
Passo 1
Vamos analisar o enunciado: temos uma onda eletromagnética plana com o campo elétrico paralelo ao eixo
e um vetor de Poynting dado por
no Sistema Internacional (SI). Os valores de
e
são fornecidos. Nosso objetivo é determinar a direção e o sentido de propagação dessa onda. Para isso, vamos utilizar os conceitos de campos elétrico e magnético em ondas eletromagnéticas, bem como o vetor de Poynting.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar que uma onda eletromagnética é composta por campos elétrico (
) e magnético (
) que oscilam perpendicularmente entre si e à direção de propagação da onda. O vetor de Poynting (
) representa a densidade de fluxo de energia da onda e aponta na direção de propagação da energia.
Passo 3
No enunciado, o campo elétrico está paralelo ao eixo
, ou seja,
está na direção
. O vetor de Poynting está na direção
, que corresponde ao eixo
. Isso indica que a energia da onda está se propagando na direção do eixo
.
Passo 4
Além disso, o vetor de Poynting
nos mostra que a amplitude do fluxo de energia varia no espaço e no tempo, mas a direção permanece constante ao longo do eixo
. Isso reforça que a onda está se propagando ao longo do eixo
.
Passo 5
O sentido de propagação da onda é determinado pela direção positiva do vetor de Poynting. Como
está na direção
, a onda está se movendo no sentido positivo do eixo
.
Resposta
A onda eletromagnética está se propagando na direção do eixo
e no sentido positivo desse eixo.
Exercícios relacionados
Considere uma espaçonave percorrendo uma órbita elíptica em torno da Terra. Em seu ponto inferior, ou perigeu de sua órbita, ela está a uma altura de 400 km acima da superfície terrestre; em seu ponto superior, ou apogeu de sua órbita, ela está a uma altura de 4000 km acima da superfície terrestre,
b) Usando a conservação do momento angular, ache a razão entre a velocidade no perigeu e a velocidade no apogeu.
b) Usando a conservação do momento angular, ache a razão entre a velocidade no perigeu e a velocidade no apogeu.
Um campo elétrico no vácuo, que depende da coordenada
e do tempo
, aponta na direção
e é dado pela a seguinte expressão
, onde
,
e
são constantes. Partindo das equações de Maxwell, determinar o campo magnético
sabendo que este depende de
e t e das constantes do enunciado acima.
Use as equações de Maxwell para mostrar que para uma onda plana, na qual
e
são independentes de
e
, que
e
Considere um anel isolante uniformemente carregado com densidade linear
e raio
. Determine (b) o valor do campo elétrico num ponto situado sobre o eixo a uma distância de
. medida a partir do centro do anel.