Exercícios de Pressão da Radiação Eletromagnética - Lista de Exercícios Resolvida

A intensidade média da radiação solar que incide perpendicularmente em uma superfície situada logo acima da atmosfera da Terra é .

1. Qual é a pressão de radiação exercida pelo Sol sobre essa superfície, supondo que toda a radiação é absorvida?
2. Calcule a razão entre essa pressão e a pressão atmosférica ao nível do mar, que é .

Uma onda eletromagnética plana monocromática com comprimento de onda , propagando-se no vácuo no sentido negativo do eixo , incide perpendicularmente sobre uma superfície metálica perfeitamente refletora, conforme a figura.

1. Escreva a expressão do vetor campo elétrico incidente , em termos de sua amplitude e do comprimento de onda , sabendo que o campo oscila ao longo da direção e que assume seu valor máximo em no instante . Determine o campo magnético da onda incidente a partir de ;
2. Determine o vetor campo elétrico da onda refletida a partir do fato de que o campo elétrico total se anula na superfície do metal. Determine o vetor campo magnético da onda refletida a partir de .
3. Calcule a pressão de radiação exercida pela onda sobre a superfície metálica perfeitamente refletora.

Um veleiro espacial está sendo projetado para participar da 1ª regata interplanetária, a se iniciar na Terra e com chegada em Vênus.

Supondo que a intensidade da radiação solar seja constante entre a Terra e Vênus, e dada por , determine qual deverá ser a área da vela, em m para que o veleiro receba uma potência média de , e qual tipo de material, refletor ou absorvedor, proporcionará maior impulso para o veleiro.

1. ; refletor
2. ; absorvedor
3. ; refletor
4. ; refletor
5. ; absorvedor
6. ; absorvedor

Um pedaço de cartolina pintado de preto, totalmente absorvente, de área , intercepta um pulso luminoso com uma intensidade de produzido por uma lâmpada estroboscópica.

Qual é a pressão exercida pela luz sobre a cartolina?

Uma onda eletromagnética plana monocromática com comprimento de onda , propagando-se no vácuo no sentido negativo do eixo , incide perpendicularmente sobre uma superfície metálica perfeitamente refletora, conforme a figura.

1. Escreva a expressão do vetor campo elétrico incidente , em termos de sua amplitude e do comprimento de onda , sabendo que o campo oscila ao longo da direção e que assume seu valor máximo em no instante . Determine o campo magnético da onda incidente a partir de ;
2. Determine o vetor campo elétrico da onda refletida a partir do fato de que o campo elétrico total se anula na superfície do metal. Determine o vetor campo magnético da onda refletida a partir de .
3. Calcule a pressão de radiação exercida pela onda sobre a superfície metálica perfeitamente refletora.

A face esquerda de um cubo é composta por um espelho (material condutor) e é iluminada por um feixe de luz de intensidade , em uma incidência normal. A face direita, paralela à anterior, é composta por um material absorvedor de intensidade , também em incidência normal. Se a força média que atua no bloco é nula, pode-se afirmar que

a) .

b) .

c) .

d) .

Um laser é capaz de gerar pulsos de radiação com uma potência máxima de valor

. Ele é focalizado em uma superfície de área de um plasma de elétrons de alta densidade. Essa superfície está perpendicular à direção de propagação.

(a) Determine a intensidade 𝐼 da radiação na superfície considerada. Determine também a pressão de radiação sobre esse plasma lembrando que ele se comporta como um meio perfeitamente refletor.

Uma onda eletromagnética possui quantidade de momento linear e energia, que são transportadas pela onda. Algumas ideias existem para usar as ondas eletromagnéticas como propulsoras de naves em viagens espaciais no vácuo. Estime a intensidade que uma onda eletromagnética plana monocromática deve ter para gerar, em incidência normal, uma pressão de radiação média de em uma superfície negra (absorvedora) ideal.

a) .

b) .

c) .

d) .

A radiação, proveniente de uma fonte que emite luz com uma intensidade igual a , incide sobre uma superfície fazendo um ângulo, de , com a normal à superfície.

Se a luz for totalmente refletida pela superfície, a pressão que a radiação exerce sobre a superfície será igual a:

19. Nenhuma das anteriores

Um veleiro espacial está sendo projetado para participar da 1ª regata interplanetária, a se iniciar na Terra e com chegada em Vênus.

Supondo que a intensidade da radiação solar seja constante entre a Terra e Vênus, e dada por , determine qual deverá ser a área da vela, em m para que o veleiro receba uma potência média de , e qual tipo de material, refletor ou absorvedor, proporcionará maior impulso para o veleiro.

1. ; refletor
2. ; absorvedor
3. ; refletor
4. ; refletor
5. ; absorvedor
6. ; absorvedor

Uma onda eletromagnética plana monocromática com comprimento de onda , propagando-se no vácuo no sentido negativo do eixo , incide perpendicularmente sobre uma superfície metálica perfeitamente refletora, conforme a figura.

1. Escreva a expressão do vetor campo elétrico incidente , em termos de sua amplitude e do comprimento de onda , sabendo que o campo oscila ao longo da direção e que assume seu valor máximo em no instante .

Determine o campo magnético da onda incidente a partir de ;

2. Determine o vetor campo elétrico da onda refletida a partir do fato de que o campo elétrico total se anula na superfície do metal. Determine o vetor campo magnético da onda refletida a partir de .
3. Calcule a pressão de radiação exercida pela onda sobre a superfície metálica perfeitamente refletora.

Um laser é capaz de gerar pulsos de radiação com uma potência máxima de valor . Ele é focalizado em uma superfície de área 1,2 de um plasma de elétrons de alta densidade. Essa superfície está perpendicular à direção de propagação.

(a) Determine a intensidade I da radiação na superfície considerada. Determine também a pressão de radiação sobre esse plasma lembrando que ele se comporta como um meio perfeitamente refletor.

Considere as sentenças a seguir sobre ondas eletromagnéticas:

I) a direção e o sentido do vetor de Poynting coincide com a direção e o sentido de propagação de uma onda eletromagnética progressiva e monocromática;

II) a unidade física do vetor de Poynting () coincide com a unidade física de pressão de radiação (); e III) a intensidade de uma onda eletromagnética plana e monocromática é proporcional ao quadrado da amplitude do campo elétrico da onda. Marque a opção correta

(a) apenas I é verdadeira.

(b) apenas II é verdadeira.

(c) apenas I e III são verdadeiras.

(d) apenas III é verdadeira.

(e) apenas I e II são verdadeiras.

(f) apenas II e III são verdadeiras.

(g) todas são verdadeiras.

Uma onda eletromagnética plana e monocromática, com comprimento de onda , propaga-se no vácuo, no sentido negativo do eixo . A onda incide perpendicularmente sobre uma superfície condutora perfeita, conforme a figura abaixo.

1. Escreva a expressão do vetor campo elétrico incidente em termos de sua amplitude e do comprimento de onda , sabendo que o campo oscila ao longo da direção e assume seu valor máximo (positivo) em , no instante .
2. Determine o campo magnético da onda incidente , a partir de .
3. Determine o vetor campo elétrico da onda refletida , a partir do fato que o campo elétrico total se anula na superfície do metal.
4. Determine o vetor campo magnético da onda refletida , a partir de .
5. Calcule a pressão de radiação exercida pela onda sobre a superfície condutora perfeita.