P1 de Física 4 da USP - 2012

Uma onda eletromagnética propaga-se numa região do espaço delimitada por dois planos condutores paralelos com equações e . Nesta região, o campo elétrico da onda é:

1. Determine a relação que deve haver entre , e para que o campo elétrico satisfaça a equação de ondas tridimensional.
2. A partir da forma diferencial da lei de Faraday determine o campo magnético associado ao campo elétrico dado.
3. Determine o vetor de Poynting no instante em um ponto com coordenadas , e .

Uma onda eletromagnética plana e monocromática propaga-se num meio material com permeabilidade magnética igual a .

No instante , os campos elétrico e magnético são descritos por e , onde e são funções de apresentadas na figura abaixo.

São dados:

e

1. Qual é a direção de propagação dessa onda? Justifique.
2. Quais são a velocidade dessa onda e o índice de refração do meio?
3. Qual é o valor da permissividade desse meio?
4. Qual é a frequência dessa onda?
5. Em relação a esta onda, qual é a média temporal da energia contida num volume correspondente a um metro cúbico?