FISICA 3

Guía de Ejercicios Nº 2 ONDAS ELECTROMAGNETICAS Prof Alberto Jamett J




1.- Un campo eléctrico, variable con la posición y el tiempo, está dado por:
Ex = 6 sen (2x – 4y +z - t) ; Ey = 5 sen (2x – 4y +z - t) ; Ez = E0z sen (2x –4y+z -t) donde todas las unidades están en el sistema MKSC. (a) Calcular E0z para que tales componentes correspondan al campo eléctrico de una ondaelectromagnética. (b) Si la onda se propaga en el vidrio (n = 1,5), calcular su longitud de onda y frecuencia angular. (c) Determine el campo magnético de esta onda. (d) Si esta onda incide normalmente, durante 10 minutos sobre una superficie de 2m2 de cierto material transparente ( n = 1,8 ), calcule la cantidad de energía que incidió sobre tal material.
R: a) 8 N/C , b) 1.37 m , 9,2 108s-1 c) 5,59 10-8 T d) 300 J.

2.- Las componentes del campo eléctrico de una onda electromagnética plana y armónica son Ex = Ez = 0; Ey = 9 sen (4 106 x - 9  1014 t), donde todas las magnitudes están en el sistema MKSC. Calcular: (a) La longitud de onda incidente y el índice de refracción del medio. (b) Las componentes del campo magnético de la onda (c) La intensidad media de la onda.(d) el vector de Poynting. Rp: (a) 5 10-7 m ; 4/3 (b) Bx = 0 = By ; Bz = 4 10-8 sen ( 4 106 x - 9  1014 t) T (c) 0,143 W/m2 (d) sen2 ( 4 106 x - 9  1014 t)

3.- Una onda electromagnética, plana y armónica se propaga en el sentido positivo del eje Y, con una intensidad media de 0,113 W/m2 y con una longitud de ondade 314 nm. El medio de propagación de esta onda tiene índice de refracción 1,33 y la onda está polarizada linealmente, con su vector eléctrico oscilando paralelo al eje Z (a) Escriba las componentes del vector eléctrico de la onda incidente. (b) Escriba las componentes del vector magnético de la onda. (c) Determine el valor medio del módulo del vector de Poynting. Rp : (a) Ex = Ey = 0 ; Ez = 8sen( 2 107 y – 4,5 1015 t) (b) By = Bz = 0
Bx = 3,56 10-8 sen (2 107 y – 4,5 1015 t) T (c) 0,113 W/m2


4.- Las componentes de cierto campo magnético, en función de la posición y el tiempo son: Bx = 2 sen ( 3x + 5y – 6z - t) ; By = 6 sen ( 3x + 5y – 6z - t) ; Bz = Boz sen ( 3x + 5y – 6z - t) (a) Determine Boz y  para que tales componentes representenel de una onda electromagnética que se propaga en un medio cuyo índice de refracción es 2. . (b) Calcule el de esa onda. (c) Calcule la longitud de onda. (d) Determine la intensidad media de la onda. R:. (a) Boz = 6 T;  = 1,26 109 rad/s (b) (c) 0,75 m



5.- Una onda electromagnética, plana y armónica, polarizada linealmente con su vector eléctrico paralelo al eje Z,tiene una amplitud de 6 N/C se propaga en la dirección negativa del eje Y, con una frecuencia angular de 2 1015 [rad / s], en un material de índice de refracción 1,3. (a) Escriba las ecuaciones de las componentes del campo eléctrico de la onda. (b) Determine la amplitud del campo magnético de la onda. (c) Calcule la longitud de onda. Rp : (a) Ex = Ey = 0 ; Ez = 6 sen ( - 8,7 106y – 21015 t) (b) Bo = 2,6 10 – 8 T (c) 722 nm

6.- Un aeroplano que vuela a una distancia de 11,3 Km de un transmisor de radio recibe una señal de 7,83 [ W / m2 ]. Calcular (a) La amplitud del campo eléctrico en el aeroplano debido a esta señal. (b)La amplitud del campo magnético en el aeroplano. (c) La potencia total radiada por el transmisor, suponiendo que este irradia uniformemente entodas las direcciones.
R: a) 7,73 10-2 N/c b) 2,58 10-10 T c) 6282 W

7.- Una onda electromagnética, plana y armónica, se propaga en un medio transparente siendo las componentes de su vector eléctrico Ex = 3 sen (8 106 x – 6 106 y – 2 1015 t ) Ey = 4 sen (8 106 x – 6 106 y – 2 1015 t) Ez = 0 . Calcular (a) El índice de refracción del medio de propagación. (b) La intensidad...