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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 32.Exercício - Ex. 15

15- Campos de uma lâmpada. Podemos modelar de forma razoável uma lâmpada incandescente de 75   W como uma esfera com 6.0   c m de diâmetro. Tipicamente, somente cerca de 5 % da energia vai para a luz visível; o restante vai, em grande parte, para a radiação infravermelha não visível.

( a ) Qual é a intensidade da luz visível (em W / m 2 ) na superfície da lâmpada?

( b ) Quais são as amplitudes dos campos elétrico e magnético nessa superfície, para uma onda senoidal com essa intensidade?

Passo 1

Outra forma de calcular a intensidade de uma onda é fazendo:

I = P o t ê n c i a   r e a l   u t i l A r e a   s u p e r f i c i a l

Então como o objeto é uma esfera então:

I = P 4 π r 2 = 75 × 5 % 4 π × 3 × 10 - 2 2 = 331.57 W m 2  

Pois a onda eletromagnética emitida na lâmpada é a luz visível, então temos que utilizar a potência da luz.

Passo 2

Primeiramente vamos calcular a amplitude do campo magnético pela outra fórmula da intensidade da onda eletromagnética:

I = E 2 2 μ 0 c → E = 2 I c μ 0 = 2 × 331.57 × 3 × 10 8 × 4 π × 10 - 7 = 500 V m

Então a amplitude do campo magnético será:

E = B c

Então:

B = 500 3 × 10 8 = 1.67 × 10 - 6   T

Resposta

a )   I = 331.57 W m 2

b )   E = 500 V m

B = 1.67 × 10 - 6   T

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