Uma onda eletromagnética plana cuja intensidade

Suponhamos que uma onda eletromagnética plana com intensidade de 12 W/m2 e frequência de oscilação de 2*10^16 Hz se propague no vácuo. É necessário encontrar as equações de uma onda eletromagnética com coeficientes numéricos, escolhendo arbitrariamente as condições iniciais. Na resolução deste problema, é necessário levar em consideração que o valor médio do quadrado do seno ou cosseno no período é 0,5.

Descrição do produto

Apresentando o produto digital "Plane Electromagnetic Wave"

Este produto é um material científico e contém informações sobre uma onda eletromagnética plana, cuja intensidade é de 12 W/m2. Esta onda se propaga no vácuo e tem uma frequência de oscilação de 2*10^16 Hz.

O produto inclui equações de ondas eletromagnéticas com coeficientes numéricos que podem ser utilizadas para resolver diversos problemas na área de eletromagnetismo. É importante levar em consideração que o valor médio do quadrado do seno ou cosseno no período é 0,5.

Ao adquirir este produto, você terá acesso a material científico de alta qualidade que pode ser útil tanto para estudantes quanto para profissionais da área de eletromagnetismo.

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Resposta ao problema: Para determinar as equações de uma onda eletromagnética com coeficientes numéricos, é necessário levar em consideração que a velocidade de propagação da onda no vácuo é igual à velocidade da luz, ou seja, c = 3*10^8 m/s. Deve-se também levar em consideração que uma onda eletromagnética se propaga em um plano perpendicular à direção de propagação da onda, e seus campos elétrico e magnético são perpendiculares entre si e perpendiculares à direção de propagação da onda.

Levando em conta essas condições, as equações das ondas eletromagnéticas podem ser escritas da seguinte forma: E = E0afundarx - omegat + phi) B = B0afundarx - omegat + phi + pi/2) onde E0 e B0 são as amplitudes dos campos elétrico e magnético, respectivamente, k é o número da onda, ômega é a frequência circular, t é o tempo, x é a coordenada ao longo da direção de propagação da onda, phi é o ângulo de fase, pi é o número Pi.

Para determinar os valores numéricos dos coeficientes, é necessário utilizar condições iniciais. Uma das condições iniciais possíveis pode ser definir o valor do campo elétrico em um determinado ponto e tempo. Por exemplo, se você definir E = E0 em x = 0 e t = 0, poderá determinar o valor do ângulo de fase phi. Então, usando o valor conhecido do ângulo de fase e outras condições iniciais, os valores dos demais parâmetros das equações podem ser determinados.

Assim, ao adquirir o produto “Onda eletromagnética plana”, você terá acesso às equações de uma onda eletromagnética com coeficientes numéricos, que podem ser utilizadas para solucionar problemas da área de eletromagnetismo, inclusive resolvendo o problema descrito na condição. Além disso, o produto contém informações úteis sobre as propriedades das ondas eletromagnéticas, que podem ser utilizadas tanto por estudantes quanto por profissionais da área de eletromagnetismo para estudar este tema.


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Este produto é uma onda eletromagnética plana que se propaga no vácuo com uma intensidade de 12 W/m^2 e uma frequência de oscilação de 2*10^16 Hz. As equações desta onda eletromagnética podem ser determinadas com coeficientes numéricos escolhendo arbitrariamente as condições iniciais. Na resolução do problema, é necessário levar em consideração que o valor médio do quadrado do seno (ou cosseno) no período é 0,5.

Para resolver o problema, você pode usar as equações de Maxwell, que descrevem campos eletromagnéticos. Para uma onda plana que se propaga ao longo do eixo z, as equações de Maxwell podem ser escritas da seguinte forma:

∂E_x/∂y - ∂E_y/∂x = 0 ∂H_x/∂y - ∂H_y/∂x = 0 ∂E_z/∂x - ∂E_x/∂z = -com(∂H_y/∂t) ∂E_z/∂y - ∂E_y/∂z = eu(∂H_x/∂t) ∂H_z/∂x - ∂H_x/∂z = ε(∂E_y/∂t) ∂H_z/∂y - ∂H_y/∂z = -ε(∂E_x/∂t)

onde E e H são os campos elétrico e magnético, respectivamente, ε e μ são constantes que conectam os campos elétrico e magnético, t é o tempo.

Para uma onda plana que se propaga ao longo do eixo z, os campos elétrico e magnético podem ser descritos pelas seguintes equações:

E_x = E_0sin(ωt - kz) E_y = 0 E_z = 0 H_x = 0 H_y = H_0sin(ωt - kz) H_z = 0

onde E_0 e H_0 são as amplitudes dos campos elétrico e magnético, ω é a frequência angular, k é o vetor de onda.

A intensidade de uma onda plana pode ser calculada usando a fórmula:

Eu = (cε/2)|E_0|^2

onde c é a velocidade da luz no vácuo.

Com base na intensidade e frequência conhecidas da onda, as amplitudes dos campos elétrico e magnético podem ser calculadas:

|E_0| = √(2I/(cε)) = 1,2*10^-4 V/m |H_0| = |E_0|/Z, onde Z é a impedância do vácuo, Z = √(μ/ε) = 377 Ohm

Assim, as equações das ondas eletromagnéticas com coeficientes numéricos podem ser escritas da seguinte forma:

Ex_x = 1,210^-4sen(2π210^16t - 2πz/min) E_y = 0 E_z = 0 H_x = 0 H_y = 1,210^-4/377sin(2π210^16t - 2πz/min) H_z = 0

onde λ é o comprimento de onda, λ = c/f = 1,5*10^-8 m.

O valor médio do quadrado do seno (ou cosseno) no período é 0,5, o que significa que o valor médio do quadrado da amplitude do campo é igual à metade do valor máximo, ou seja:

= (1/2)|E_0|^2 = 3*10^-9 V^2/m^2

e são os valores quadráticos médios das amplitudes dos campos elétrico e magnético, respectivamente.

Assim, esta onda eletromagnética possui amplitudes de campo elétrico e magnético iguais a 1,210^-4 V/m e 1,210^-4/377 T respectivamente, e pode ser descrito pelas equações fornecidas acima.


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