Se uma superfície está sendo iluminada por ondas eletromagnéticas monocromáticas e as amplitudes do campo elétrico e do campo magnético das ondas são multiplicadas por dois, a energia total incidente na superfície por unidade de área.
a) permanece a mesma.
b) é multiplicada por dois.
c) é multiplicada por quatro.
d) é dividida por dois.
e) é dividida por quatro.
a) permanece a mesma.
b) é multiplicada por dois.
c) é multiplicada por quatro.
d) é dividida por dois.
e) é dividida por quatro.
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma superfície sendo iluminada por ondas eletromagnéticas monocromáticas. As amplitudes do campo elétrico (
) e do campo magnético (
) são multiplicadas por dois. A pergunta é: como isso afeta a energia total que incide na superfície por unidade de área? Para resolver isso, vamos precisar entender como a energia está relacionada aos campos elétrico e magnético em uma onda eletromagnética.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar que em uma onda eletromagnética, a energia por unidade de volume (
) é dada pela soma das energias dos campos elétrico e magnético:
Onde:
-
é a permissividade do vácuo. -
é a permeabilidade do vácuo.
Em uma onda eletromagnética no vácuo, os campos
e
estão relacionados pela velocidade da luz (
):
Isso significa que a energia total por unidade de volume depende apenas de
ou
.
Passo 3
Agora, se multiplicarmos as amplitudes dos campos elétrico e magnético por dois, teremos:
Substituindo esses valores na expressão da energia por unidade de volume:
Isso mostra que a energia por unidade de volume é multiplicada por quatro quando as amplitudes de
e
são dobradas.
Resposta
A energia total incidente na superfície por unidade de área é multiplicada por quatro.
Alternativa correta: c) é multiplicada por quatro.
Alternativa correta: c) é multiplicada por quatro.