P1 de Física 4 da UFRJ - 2019.1

A luz emitida pelo sol é não polarizada. Na praia, para que o raio de luz solar refletido na interface ar-água (e) seja linearmente polarizado, o ângulo de incidência deve obedecer

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)O raio refletido é sempre não polarizado

Os valores experimentais da permissividade elétrica e permeabilidade magnética de um dado material valem e , respectivamente. Determine a velocidade de propagação de um feixe de luz no material.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

A intensidade da luz solar ao chegar em nosso planeta Terra vale aproximadamente. Supondo que essa intensidade é a de uma onda plana, monocromática, e linearmente polarizada, determine a potência média de irradiação solar se a distância média Sol-Terra vale aproximadamente.

(a)

(b)

(c) 3

(d)3

(e) 6

Considere as sentenças a seguir sobre a reflexão e refração da luz com dois meios materiais diferentes: I) os comprimentos de onda dos raios incidente, refletido e refratado são idênticos; II) o módulo da velocidade de propagação dos raios incidente, refletido e refratado são idênticos; e III) as frequências dos raios incidente, refletido e refratado são idênticas. Marque a opção correta

(a) nenhuma é verdadeira.

(b) apenas I é verdadeira.

(c) apenas I e III são verdadeiras.

(d) apenas II é verdadeira.

(e) apenas I e II são verdadeiras.

(f) apenas III é verdadeira.

(g) apenas II e III são verdadeiras.

Um feixe de luz parte de um meio material de índice de refração e incide na interface plana entre o material e o ar (), dando origem ao raio refletido apenas. Se o ângulo de incidência é com a normal, a relação válida é.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Considere as sentenças a seguir sobre o experimento da dupla fenda de Young e marque a opção correta:

(a) ao se aumentar o comprimento de onda do feixe incidente, aumenta-se a distância entre as franjas claras da interferência.

(b) ao se diminuir a distância entre as duas fendas, diminui-se a distância entre as franjas escuras da interferência.

(c) a intensidade do máximo central é igual à soma das intensidades dos feixes que saem de cada fenda.

(d) a franja central é sempre escura.

Um feixe de luz plano, monocromático e linearmente polarizado de intensidade ilumina totalmente um espelho de área de . Na incidência normal, determine a força média realizada pelo feixe de luz no espelho.

(a)

(b)

(c)

(d)

Considere os campos elétrico e magnético de uma onda estacionária dentro de uma cavidade de paredes condutoras ideais. Nessa situação, pode-se afirmar que:

(a) os campos elétrico e magnético oscilam com o mesmo comprimento de onda, mas com frequências diferentes.

(b) os campos elétrico e magnético são paralelos entre si.

(c) o campo magnético é nulo nas paredes da cavidade

(d) os campos elétrico e magnético não estão em fase.

(e) a onda estacionária dentro da cavidade não possui energia eletromagnética.

Um feixe de laser com comprimento de onda de é colimado por uma fenda retangular de largura de . Considerando os efeitos da difração por uma fenda retangular, determine a largura do feixe ao atingir a Lua. Considere a distância média entre a Terra e a Lua.

(a) .

(b) .

(c) .

(d) .

(e)

Considere uma onda eletromagnética plana, monocromática e linearmente polarizada cujo campo magnético é dado pela expressão:

Em função dos dados do enunciado, calcule o que se pede. Substitua os valores de todas as constantes fundamentais na resposta final de cada item.

(a) Determine o comprimento de onda, o período de oscilação, a direção e o sentido de propagação da onda eletromagnética.

(b) Determine o módulo da velocidade de propagação da onda.

(c) Determine o vetor campo elétrico (módulo, direção e sentido) dessa onda eletromagnética.

Em um experimento de Young, duas fendas paralelas com de distância uma da outra são iluminadas coerentemente com luz verde de de comprimento. Desprezando os efeitos da difração, estime o número total de franjas brilhantes presentes em todo o anteparo de observação.

(a).

(b).

(c) .

(d) .

(e) .

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.

Considere as informações sobre o vetor densidade de deslocamento, introduzida por J. C. Maxwell nas equações do eletromagnetismo. A sentença correta é:

(a) sua unidade física é (Àmpere por metro quadrado).

(b) é diferente de zero apenas em locais onde o campo elétrico é constante no tempo.

(c) é constituída por monopolos magnéticos em movimento.

(d) é proporcional ao fluxo do campo magnético sobre uma superfície fechada