É possível haver ondas de campo elétrico sem que haja ondas de campo magnético? Justifique a sua resposta.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A pergunta que temos é: “É possível haver ondas de campo elétrico sem que haja ondas de campo magnético? Justifique a sua resposta.” Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre ondas eletromagnéticas e as equações de Maxwell, que são a base para descrever como campos elétricos e magnéticos se comportam e interagem.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que são campos elétrico e magnético. O campo elétrico (E) é gerado por cargas elétricas e pode exercer forças sobre outras cargas. O campo magnético (B), por sua vez, é gerado por cargas em movimento (como correntes elétricas) e também pode exercer forças, mas principalmente sobre cargas em movimento.
Agora, Maxwell formulou quatro equações que descrevem como esses campos se comportam e interagem. Duas dessas equações são especialmente importantes para a nossa pergunta:
- Lei de Faraday da Indução: Diz que uma variação no campo magnético ao longo do tempo cria um campo elétrico.
- Lei de Ampère-Maxwell: Diz que uma variação no campo elétrico ao longo do tempo gera um campo magnético.
Essas duas leis mostram que um campo elétrico variável no tempo gera um campo magnético, e vice-versa. Isso significa que eles estão intrinsecamente ligados quando falamos de ondas que se propagam no espaço, como as ondas de luz.
Passo 3
Quando você tem uma onda eletromagnética, como a luz, o campo elétrico e o campo magnético oscilam perpendicularmente entre si e também na direção de propagação da onda. Essa interdependência é fundamental para que a onda se propague. Se tentássemos ter uma onda composta apenas por campo elétrico sem o campo magnético correspondente, a variação do campo elétrico não geraria um campo magnético, o que impediria a propagação da onda.
Além disso, soluções das equações de Maxwell para o vácuo mostram que as ondas eletromagnéticas sempre têm componentes tanto de E quanto de B. Elas se sustentam mutuamente para manter a propagação.
Resposta
Não, não é possível ter ondas de campo elétrico sem ondas de campo magnético. Segundo as equações de Maxwell, campos elétricos e magnéticos estão interligados e precisam oscilar juntos para que uma onda eletromagnética se propague.
Exercícios relacionados
Admitindo que na temperatura de
, o som se propague no ar com velocidade de 347
, qual seria a sua velocidade à temperatura de
?
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10,0 | 20,0 | 30,0 | 40,0 | 50,0 | 60,0 | 70,0 | 80,0 |
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25,0 | 70,0 | 380,0 | 550,0 | 610,0 | 1220,0 | 830,0 | 1450,0 |
Uma onda plana e monocromática é descrita pela equação
. Mostre que, se
, a componente
de
, não for nula, a lei de Gauss não é satisfeita. Sugestão: considere o fluxo total do campo elétrico através de uma superfície cúbica de lados de comprimento
e paralelos aos eixos
e
.
Considere a onda plana e monocromática descrita pela equação
. Desenhe, o vetor campo elétrico no instante
, em três pontos diferentes dos planos: a)
; b)
; c)
; d)
.