UFRJ- Física 4 – P1 2019.1
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.
Passo 2
Passo 3
Opa! Vamos lá!
Analisando a afirmativa I...
Essa tá certinha! A onda eletromagnética carrega uma energia. A taxa com a qual essa energia, transportada pela onda, atravessa uma superficie é representada pelo vetor de Poynting. Ou seja, ele indica a direção, o sentido e a magnitude do fluxo de energia que é transportada por uma onda eletromagnética, inclusive se essa onda eletromagnética for progressiva e monocromática.
Passo 4
II) a unidade física do vetor de Poynting () coincide com a unidade física de pressão de radiação ();
Analisando a afirmativa II...
A unidade do vetor de Poyntig é , mas Watts é unidade de energia no tempo, de potencia. Então podemos escrever
Mas Joule é , então
E o vetor de poynting tem, poranto, a unidade:
Beleza! Vamos fazer a mesma analise com a pressão.
Ele disse que a unidade de pressão é . Mas Newton é unidade de força, ou seja,
Então, a unidade de pressão é:
Opa!!! As unidade de pressão e do vetor de poynting são diferentes!!
Então essa é falsa!
Passo 5
III) a intensidade de uma onda eletromagnética plana e monocromática é proporcional ao quadrado da amplitude do campo elétrico da onda.
Vamos lá, a intensidade é dada pelo valor médio do vetor de Poynting. Vamos ver o que isso significa.
O valor médio do vetor de Poynting é .
Então
Mas, temos que . Então
A amplitude do campo elétrico é de fato seu valor máximo. Então essa afirmativa também está certinha!!
Resposta
Letra c).