Solu Es De Problemas Halliday V4

Páginas: 41 (10136 palavras) Publicado: 5 de maio de 2015
M AT E R I A L S U P L E M E N TA R PA R A A C O M PA N H A R

MATERIAL SUPLEMENTAR PARA ACOMPANHAR

FUNDAMENTOS DE FÍSICA
Óptica e Física Moderna
9a Edição

HALLIDAY & RESNICK
JEARL WALKER

Cleveland State University

VOLUME 4

Tradução e Revisão Técnica
Ronaldo Sérgio de Biasi, Ph.D.

Professor Titular do Instituto Militar de Engenharia – IME

Este Material Suplementar contém a Seleção deProblemas Solucionados – Volume 4 que pode ser usada como
apoio para o livro Fundamentos de Física, Volume 4 – Óptica e Física Moderna, Nona Edição, 2012. Este
material é de uso exclusivo de professores que adquiriram o livro.
Material Suplementar Seleção de Problemas Solucionados – Volume 4 traduzido do material original:
HALLIDAY & RESNICK: FUNDAMENTALS OF PHYSICS, VOLUME TWO, NINTH EDITIONCopyright © 2011, 2008, 2005, 2003 John Wiley & Sons, Inc.
All Rights Reserved. This translation published under license.
Obra publicada pela LTC:
FUNDAMENTOS DE FÍSICA, VOLUME 4 – óptica e física moderna, NONA EDIÇÃO
Direitos exclusivos para a língua portuguesa
Copyright © 2012 by
LTC __ Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda.
Uma editora integrante do GEN | Grupo Editorial Nacional
Projeto de Capa:M77 Design
Imagem de Capa: Eric Heller/Photo Researchers, Inc. Used with permission of John Wiley & Sons, Inc.
Reproduzida com permissão da John Wiley & Sons, Inc.
Editoração Eletrônica do material suplementar:

SUMÁRIO
Capítulo 33 Ondas Eletromagnéticas 1
Capítulo 34 Imagens 4
Capítulo 35 Interferência 7
Capítulo 36 Difração 9
Capítulo 37 Relatividade 13
Capítulo 38 Fótons e Ondas de Matéria15
Capítulo 39 Mais Ondas de Matéria 18
Capítulo 40 Tudo sobre os Átomos 21
Capítulo 41 Condução de Eletricidade nos Sólidos 23
Capítulo 42 Física Nuclear 26
Capítulo 43 Energia Nuclear 28
Capítulo 44 Quarks, Léptons e o Big Bang 31

Capítulo 33: Ondas Eletromagnéticas

33-27
PENSE As ondas eletromagnéticas se propagam com a velocidade da luz e transportam momento e energia.
EXPRESSE A velocidadedas ondas eletromagnéticas é c = lf, sendo λ o comprimento de onda
e f a frequência da onda. A frequência angular é ω = 2pf e o número de onda é k = 2p/l. A amplitude do campo magnético está relacionada à amplitude do campo elétrico através da equação
Bm = Em/c. A intensidade da onda é dada pela Eq. 33-26:
I=
na qual Erms = Em /

1 2
1
Erms =
Em2 ,
cm0
2cm0

2.

ANALISE (a) Para l = 3,0 m, afrequência da onda é
f =

c 2, 998 × 108 m/s
=
= 1, 0 × 108 Hz.
l
3, 0 m

(b) A frequência angular é
v = 2pf = 2p(1, 0 × 10 8 Hz) = 6, 3 × 108 rad/s.
(c) O número de onda é
k=

2p
2p
=
= 2,1 rad/m.
l 3, 0 m

(d) Se Em = 300 V/m, a amplitude do campo magnético é
300 V/m
Em
=
= 1, 0 × 10 −6 T.
2, 998 × 108 m/s
c


(e) Como o campo E oscila paralelamente ao eixo y, o campo B deve oscilar paralelamenteao
eixo z para que a onda se propague paralelamente ao eixo x, como é dito no enunciado.
Bm =

(f) A intensidade da onda é
I=

(300 V/m)2
Em2
=
= 119 W/m 2 ≈ 1, 2 × 10 2 W/m 2 .
2m0 c 2(4p × 10 −7 H/m)(2,998 × 108 m/s)

(g) Como a placa absorve totalmente a onda, a taxa com a qual o momento é transferido à placa é
dp IA (119 W/m 2 )(2, 0 m 2 )
=
=
= 8, 0 × 10 −7 N.
dt
c
2, 998 × 108 m/s
(h) Apressão exercida pela radiação sobre a placa é
pr =

dp / dt 8, 0 × 10 −7 N
=
= 4, 0 × 10 −7 Pa.
A
2, 0 m 2

2    seleção de problemas solucionados

APRENDA A densidade de energia neste caso é
u=

119 W/m 2
I
=
= 4, 0 × 10 −7 J/m 3
c 2, 998 × 108 m/s

que é igual à pressão da radiação, pr.
33-37
PENSE Um filtro polarizador pode mudar a direção de polarização de um feixe de luz polarizada,
já que permitea passagem apenas da componente paralela à direção de polarização do filtro.
EXPRESSE Não é possível fazer a direção de polarização de um feixe de luz polarizada girar
de 90° usando apenas um filtro polarizador. Se o filtro for posicionado com a direção de polarização fazendo um ângulo de 90° com a direção de polarização da radiação incidente, nenhuma
radiação atravessará o filtro.
ANALISE...
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