A componente magnética de uma onda polarizada é dada por . Determine:
- A direção de propagação da onda.
- A direção de polarização da luz.
- Escreva uma expressão para o campo elétrico da onda, incluindo o valor do número de onda.
- Determine o comprimento de onda.
- Em que região do espectro eletromagnético está essa onda?
Passo 1
Letra a)
A componente magnética da onda varia apenas ao longo do .
Isso significa que a onda se propaga na direção do .
Se seguirmos a frente de onda temos que ter . Quando o tempo passa, para essa relação continuar constante, o valor de tem de diminuir.
Logo, a onda se propaga no sentido negativo do .
Passo 2
Letra b)
A direção de polarização da luz é a direção de vibração do campo elétrico.
O campo magnético no enunciado vibra ao longo do ( ), e a onda se propaga ao longo do . Como o campo elétrico tem de ser perpendicular a essas duas direções, ele vai vibrar ao longo do .
Logo, a luz é polarizada ao longo do .
Passo 3
Letra c)
Como já temos o campo magnético, nós usamos a relação entre ele e o campo elétrico:
Logo:
Multiplicando pela amplitude :
Mas o exercício também nos pede para encontrar o número de onda. Para isso, ele nos deu a frequência angular , sendo que nós já sabemos a velocidade da luz e a relação entre essas três grandezas:
Temos então:
Passo 4
Letra d)
O comprimento da onda é dado pelo número de onda.
Passo 5
Letra e)
A frequência da onda é dada por:
Que está entre a região do infravermelho e da luz visível. Neste caso, precisamos consultar alguma fonte do espectro com bastante precisão para confirmar a região na qual essa onda se encontra.
Em geral, imagens do espectro eletromagnético também mostram o espectro em função do comprimento de onda e neste caso podemos ter certeza que estamos fora da região do visível, que vai de aproximadamente (luz violeta) a (luz vermelha).
Para este valor, ela está na região do infravermelho.
Resposta
Letra a)
A onda se propaga ao longo do no sentido negativo do eixo.
Letra b)
A luz é polarizada ao longo do .
Letra c)
Letra d)
Letra e)
Essa onda está na região do infravermelho.