O valor quadrático-médio (rms) do campo elétrico de uma luz vindo do sol é de
. Calcule a densidade de energia total média da onda eletromagnética.
Resp.:
Resp.:
Passo 1
Beleza, vamos resolver juntos esse exercício! A gente precisa calcular a densidade de energia total média de uma onda eletromagnética que vem do sol. Para isso, vamos usar conceitos de campo elétrico e energia em ondas eletromagnéticas. Vamos precisar da fórmula que relaciona o campo elétrico com a energia armazenada na onda.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a densidade de energia (
) de uma onda eletromagnética no vácuo pode ser calculada usando a fórmula:
Aqui:
-
é a permitividade do vácuo, que vale aproximadamente (farads por metro). -
é o valor quadrático-médio do campo elétrico, que no nosso caso é .
Passo 3
Agora, vamos substituir os valores na fórmula. Primeiro, elevamos o valor do campo elétrico ao quadrado:
Passo 4
Em seguida, multiplicamos esse resultado pela permitividade do vácuo:
Passo 5
Fazendo a multiplicação:
Resposta
A densidade de energia total média da onda eletromagnética é de
.
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c) Mostre que a densidade média de energia do campo elétrico é igual a densidade média de energia do campo magnético.
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