Taller para parcial No 3 Fisica 3 Ondas electromagnéticas planas
1. Radiación ultravioleta. Hay dos categorías de luz ultravioleta. La ultravioleta A (UVA) tiene una longitud de onda que varía de 3! n" a #!! n". $o es tan da%ina &ara la &iel y es necesaria &ara la &roducción de vita"ina '. La UV con longitud de onda entre *! n" a 3! n" es "uc+o ",s &eligrosa &orque causa c,ncer de &iel. a) -ncuentrelos intervalos de recuencia de la UVA y la UV. /) 0u,les son los intervalos de los n2"eros de onda &ara la UVA y la UV 1*
. a) La distancia a la estrella &olar 4olaris es a&ro5i"ada"ente de 6.## 5 1! ". 7i 4olaris se a&agara +oy 0en qu8 a%o la vería"os desa&arecer /) 0u,nto tarda la luz solar en llegar a la 9ierra c) 0u,nto tarda una se%al de radar de "icroondas en des&lazarse de la 9ierra a la Luna y de regreso d) 0u,nto tarda una onda de radio en des&lazarse una vez alrededor de la 9ierra en un gran círculo cerca de la su&ericie del &laneta e) 0u,nto tarda en llegar la luz de un rel,"&ago a 1! :" de distancia Ondas Electromagnéticas sinusoidales
3. Una onda electro"agn8tica sinusoidal que tiene un ca"&o "agn8tico de a"&litud 1.; <9 y longitud de onda de #3 n" via=a en la dirección >5 a trav8s del es&acio vacío. a) 0u,l es la recuencia de esta onda /) 0u,l es la a"&litud del ca"&o el8ctrico asociado c) -scri/a las ecuaciones &ara los ca"&os el8ctrico y "agn8tico co"o unciones de 5 y t . #. Una onda electro"agn8tica con longitud de onda de #3; n" via=a en el vacío en la dirección ?z. -l ca"&o ?3
el8ctrico tiene una a"&litud de .@! 5 1! V" y es &aralelo al e=e 5. 0u,les son a) la recuencia y /) la a"&litud del ca"&o "agn8tico c) -scri/a las ecuaciones vectoriales &ara
(z t) y
(z t).
;. Una onda electro"agn8tica tiene un ca"&o e l8ctrico dado &or
!"#$ 12. 6 510 , , = −3.1010 ∗ [ − % &
a) 0-n qu8 dirección via=a la onda /) 0u,l es su longitud de ondac) -scri/a la ecuación vectorial &ara
,
.
6. La estación de radio BC en La Virginia trans"ite su se%al con una recuencia de *3! :Hz. -n un &unto a cierta distancia del trans"isor la a"&litud del ca"&o "agn8tico de la onda electro"agn8tica de BC es ?11
de #.* 5 1! 9. alcule a) la longitud de ondaD /) el n2"ero de la ondaD c) la recuencia angularD d) la a"&litud del ca"&o el8ctrico. Energía de las ondas electromagnéticas
@. Una /o"/illa incandescente de @; B se &uede "odelar en or"a razona/le co"o una esera de 6.! c" de di,"etro. -s co"2n que sólo el ;E de la energía se convierta en luz visi/leD el resto consiste so/re todo en radiación inrarro=a invisi/le. a) 0u,l es la intensidad de la luz visi/le (en B") en la su&ericie de la /o"/illa /) 0u,les son las a"&litudes de los ca"&os el8ctrico y "agn8tico en esta su&ericie &ara una onda sinusoidal con esta intensidad
*. Una onda electro"agn8tica sinusoidal de una estación de radio &asa en or"a &er&endicular a trav8s de una
ventana a/ierta con ,rea de !.;!! " . -n la ventana el ca"&o el8ctrico de la onda tiene un valor r"s (eicaz) de !.!!! V". 0u,nta energía t rans&orta esta onda a trav8s de la ve ntana durante un co"ercial de 3!.! s F. Usted es un es&ecialista en "isiones de la $A7A y est, en su &ri"er vuelo a /ordo del trans/ordador es&acial. Gracias a sus e5+austivos estudios de ísica le +an asignado la tarea de evaluar el dese"&e%o de un nuevo trans"isor de radio a /ordo de la -stación -s&acial nternacional (--). -ncara"ado en el /razo "óvil del trans/ordador usted a&unta un detector sensi/le +acia la -- que se localiza a .; :" de distancia y encuentra que la a"&litud de ca"&o el8ctrico de las ondas de radio &rovenientes del trans"isor en la -- es de !.!F! V" y que la recuencia de las ondas es de ## IHz. 'eter"ine lo siguienteJ a) la intensidad de la onda de radio donde usted se encuentraD /) la a"&litud de ca"&o "agn8tico de la onda donde usted se encuentraD c) la &otencia de salida 1!. La intensidad de un rayo l,ser cilíndrico es de !.*!! B". -l ,rea de sección transversal del +az es de 3.! 5 ?#
1! " y la intensidad es unior"e en toda la sección transversal del rayo. a) 0u,l es la &otencia de salida "edia del l,ser /) 0u,l es el valor r"s (eicaz) del ca"&o el8ctrico en e l rayo 11. Una onda electro"agn8tica sinusoidal e"itida &or un tel8ono celular tiene una longitud de onda de 3;.# c" ?
y una a"&litud de ca"&o el8ctrico de ;.#! 5 1! V" a una distancia de ;! " de la antena. alcule a) la recuencia de la ondaD /) la a"&litud del ca"&o "agn8ticoD c ) la intensidad de la onda. Ondas Electromagnéticas Estacionarias
1. 7e esta/lece una onda electro"agn8tica estacionaria con recuencia de @;! IHz en el aire conectando dos &lanos conductores se&arados &or una distancia de *!.! c". 0-n qu8 &osiciones entre los &lanos &odría colocarse una carga &untual en re&oso de "anera que &er"aneciera en re&oso -5&lique su res&uesta. 1!
13. Una onda electro"agn8tica estacionaria en cierto "aterial tiene una recuencia de 1.! 5 1! Hz y ra&idez *
de &ro&agación de .1! 51! "s. a) 0u,l es la distancia entre un &lano nodal de cercano de
(
(
/) 0u,l es la distancia entre un &lano antinodal de
c) 0u,l es la distancia entre un &lano nodal de
(
(
(
y el &lano antinodal ",s
y el &lano antinodal ",s cercano de
y el &lano nodal ",s cercano de
(
.
1#. Las "icroondas en cierto +orno tienen una longitud de onda de 1. c". a) 0u,l de/e ser el anc+o del +orno &ara que contenga cinco &lanos antinodales del ca"&o el8ctrico so/re su anc+ura en el &atrón de onda estacionaria /) 0u,l es la recuencia de esas "icroondas c) 7u&onga que +u/o un error de "anuactura y el +orno se +izo ;.! c" ",s largo de lo es&eciicado en a). -n este caso 0cu,l tendría que ser la recuencia de las "icroondas &ara que todavía +u/iera cinco &lanos antinodales del ca"&o el8ctrico so/re la anc+ura del +orno
