Uma onda plana eletromagnética viaja no vácuo ao longo da direção
.
a) O que se pode dizer sobre as direções dos campos elétrico e magnético dessa onda?
b) Se a frequência da onda é de 30 MHz qual é o valor do comprimento de onda
a) O que se pode dizer sobre as direções dos campos elétrico e magnético dessa onda?
b) Se a frequência da onda é de 30 MHz qual é o valor do comprimento de onda
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma onda eletromagnética plana que se propaga no vácuo na direção
. Precisamos responder duas coisas:
a) Determinar as direções dos campos elétrico ( ) e magnético (
) dessa onda.
b) Calcular o comprimento de onda quando a frequência da onda é de 30 MHz.
a) Determinar as direções dos campos elétrico (
b) Calcular o comprimento de onda quando a frequência da onda é de 30 MHz.
Para resolver isso, vamos usar os conceitos de ondas eletromagnéticas e a relação entre frequência e comprimento de onda.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre as direções dos campos elétrico e magnético. Em uma onda eletromagnética no vácuo, os campos
e
são sempre perpendiculares entre si e também perpendiculares à direção de propagação da onda.
Como a onda está se movendo na direção
, isso significa que:
- O campo elétrico (
) pode estar, por exemplo, na direção . - O campo magnético (
) estará na direção .
Essa disposição garante que os três vetores (
,
e a direção de propagação) são mutuamente perpendiculares.
Passo 3
Agora, vamos calcular o comprimento de onda. Sabemos que a velocidade da luz no vácuo (
) está relacionada à frequência (
) e ao comprimento de onda (
) pela fórmula:
Onde:
Queremos encontrar
, então rearranjamos a fórmula:
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Resposta
a) Os campos elétrico e magnético são perpendiculares entre si e também perpendiculares à direção de propagação da onda (z).
b) O comprimento de onda da onda com frequência de 30 MHz é de 10 metros.