trabalho de pesquisa: ondas eletromagnéticas

TRABALHO DE PESQUISA

1. a) Ondas Eletromagnéticas
• Conceito
As ondas eletromagnéticas constituem um conjunto de dois campos, um elétrico e outro magnético perpendiculares entre si e que se deslocam em uma direção perpendicular às duas primeiras, por esta característica, a onda eletromagnética é dita onda transversal. Se propagam no vácuo com velocidade aproximada de 300 000 km/s. Em meios materiais, quando ocorre propagação, a velocidade é menor que 300 000 km/s.
• Representação matemática
- As propriedades das ondas eletromagnéticas podem ser deduzidas a partir das equações de Maxwell. Começando com a lei de Faraday:

- Representação matemática do modelo de onda progressiva:

Essas equações representam ondas eletromagnéticas progressivas que se deslocam com uma velocidade c de:

- A razão entre o campo elétrico e o campo magnético de uma onda eletromagnética é igual à velocidade da luz:

As ondas eletromagnéticas obedecem ao princípio da superposição porque as equações diferenciais envolvendo os campos E e B são equações lineares.

- A taxa de fluxo da energia em uma onda eletromagnética é descrita por um vetor S, chamado de vetor de Poynting, definido pela expressão:

O que é de maior interesse para uma onda eletromagnética senoidal é a média temporal de S por um ou mais ciclos, que é a intensidade I. quando é feita essa média, obtemos uma expressão que envolve a média temporal de cos²(kx-ωt) que é, igual a ½. Dessa forma, o valor médio de S (ou a intensidade da onda) é:

• Representação gráfica

Campo elétrico (E) e Campo Magnético (B) oscilantes propagando-se com velocidade constante (x).

• Características
Podemos caracterizar uma onda eletromagnética da mesma forma que caracterizamos as ondas em geral: pela sua frequência f, seu comprimento de onda λ, sua velocidade de propagação v e sua amplitude. Como as ondas eletromagnéticas são transversais, também podem se caracterizar pela direção da vibração do campo