I. Indicar si la/s siguiente/s afirmación/es es/son verdaderas o falsas justificando la elección i. “Las ondas electromagnéticas:
a. Están conformadas por campos eléctricos y magnéticos que se “autogeneran” b. Son longitudinales.
c. Se desplazan a 3.108 m/s, cualquiera sea el medio de propagación. d. Conforman el espectro visible.
e. No se propagan en el vacío
ii. En una onda electromagnética, el campo eléctrico y el campo magnético: a. vibran en fase.
b. vibran en cuadratura (desfasados 90° respecto al otro). c. vibran en oposición de fase (desfasado 180º respecto al otro).
d. vibran desfasados un ángulo cualquiera, comprendido entre 0° y 90°.
II. El campo eléctrico en una onda electromagnética en un punto del espacio está descrito por: Ey = 100 sen (1.107 x - .t), donde todas las magnitudes están expresadas en unidades del SI. Halle la
longitud de onda y la frecuencia de la onda.
2-
a) Enuncie el significado físico del vector de Poynting. Represente en un diagrama las variables involucradas.
b) ¿Cuál es la relación, si la hay, entre la intensidad de una onda electromagnética y el módulo del vector de Poynting?
c) Una persona camina 162 m directamente hacia una lámpara de alumbrado público y encuentra que la intensidad aumenta a 1.50 veces respecto de la intensidad en su posición inicial. ¿A qué distancia de la lámpara estaba primero la persona?
3-
I. Si se miden los campos eléctrico y magnético en un punto del espacio donde hay una onda electromagnética, ¿se puede determinar la dirección de donde proviene la onda? Justifique su respuesta. II. Una estación de radio transmite a una frecuencia de 800 kHz. En un punto a cierta distancia del transmisor, la amplitud del campo magnético de la onda electromagnética emitida por la radio es de 4,82.10-11 T. Calcule:
a) la longitud de onda.
b) La intensidad de la onda en ese punto.
c) Si la radiación se propaga en la dirección y sentido del eje X positivo y el campo magnético vibra en la dirección y sentido del eje Z negativo, escriba la ecuación del vector campo eléctrico E(x,t), justificando su respuesta.
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4-
Una onda de radio plana se propaga en la dirección x y su vector eléctrico vibra en la dirección y. Si su frecuencia es 1 Mc/seg, y la intensidad media transmitida por la onda es de 20 watt/m2, calcular:
a) La longitud de onda.
b) Las amplitudes de E y B para esta onda. 5-
Un sistema de cargas oscilantes concentradas alrededor de un punto, irradia energía a razón de 104 W. Suponiendo que la energía se irradia en forma isótropa, encontrar, para un punto a la distancia de 1m: a) el valor medio del módulo del vector Poynting,
b) el módulo de las amplitudes de los campos eléctrico y magnético, y 6-
Una onda electromagnética tiene una frecuencia de 100 MHz y se propaga en el vacío. El campo
magnético viene dado por:
B z;t
10
8cos
kz
ti
(T)
a) Halle la frecuencia angular, la longitud de onda, y la dirección y sentido de propagación de la onda. b) Halle el vector campo eléctrico E
z;t .c) Escriba el vector de Poynting y calcule la intensidad de esta onda. 7-
Una onda luminosa tiene una intensidad de campo eléctrico dada por
;0
65
,
0
10
cos
;
0
)
,
(
0 15c
x
t
E
t
x
E
V/m, con E0 una constante, mientras viaja en una pieza de vidrio.a) ¿Cuál es la frecuencia de la luz y cuál su longitud de onda? b) ¿Cuál es la dirección de propagación de la onda?
c) ¿A lo largo de qué dirección apunta el vector B asociado? ¿Cuál es la expresión de B en función del tiempo?
d) Encuentre la intensidad de la onda. 8-
Una antena recibe una onda electromagnética cuyo campo eléctrico oscila en la dirección y. El vector de Poynting asociado viene dado por: S(z,t)= (0; 0; 100 sen2 (10 z + 3.109 t)), en unidades del SI.
a) ¿Cuál es la dirección y sentido de propagación de la onda? b) Halle la longitud de onda y la frecuencia de la onda.
c) Halle los vectores campo eléctrico y campo magnético asociados a dicha onda.
d) Si la fuente que genera dicha onda tiene una potencia de salida de 500 kW e irradia isótropamente: ¿a qué distancia de la fuente se halla la antena receptora?
9-
Una espira circular de alambre se puede utilizar como antena de radio. Si una antena de 0,4 m de diámetro se encuentra a 500 m de una fuente de 10 MHz con una potencia total de 2,75 MW. ¿Cuál es la fem máxima inducida en la espira? (Suponga que en el plano de la antena es perpendicular a la dirección del campo magnético de la radiación y que la fuente radia de manera uniforme en todas las direcciones, esto es, en forma isótropa).
10-
I. Si se conocen los vectores campos eléctrico y magnético en un punto del espacio donde hay una onda electromagnética, ¿es posible determinar la dirección y sentido de propagación de la onda? Justifique su respuesta. II. Una onda electromagnética con longitud de onda de 492 nm viaja en el vacío en la dirección +x. En un punto situado a 3 km de la fuente emisora el campo magnético vibra paralelo al eje de las z y
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con una amplitud de 5,80.10-4 T. a) Escriba las ecuaciones vectoriales de los campos eléctrico y magnético en el instante que el campo magnético vibra en el sentido de las z+; b) Calcule la intensidad de la onda c) Calcule la potencia de la fuente que emite las ondas sinusoidales, considerando que dicha emisión es isótropa.
Fundamente sus respuestas planteando las ecuaciones correspondientes y explicitando lo que hace.
11-
I. Decida si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y justifique su respuesta.
c) Un campo eléctrico variable en el tiempo genera un campo magnético así como un campo magnético variable en el tiempo genera uno eléctrico.
d) Las ondas electromagnéticas se desplazan en una dirección perpendicular al plano que definen los vectores campo eléctrico y campo magnético que la conforman.
II. Una estación de radio transmite a una frecuencia de 800 kHz. En un punto a cierta distancia del transmisor, la amplitud del campo magnético de la onda electromagnética emitida por la radio es de 4,82.10-11 T. Calcule a) la longitud de onda b) la frecuencia angular c) la intensidad de la onda en ese punto. d) Si la radiación se propaga en la dirección y sentido del eje X positivo y el campo magnético vibra en la dirección y sentido del eje Z negativo escriba la ecuación de los vectores campo magnético B(x,t) y campo eléctrico E(x,t)
Fundamente sus respuestas planteando las ecuaciones correspondientes y explicitando lo que hace.
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TRABAJO PRÁCTICO N°7: NATURALEZA Y PROPAGACIÓN DE LA LUZ