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Universidad de Pamplona - Departamento de Física Segundo Taller de Oscilaciones y Ondas 1. Considere la onda electromagnética plana (en MKS) dada por las expresiones 0xE 0zE 2 102cos2 14 c x tEy ¿Cuál es la frecuencia, longitud de onda, dirección del movimiento, amplitud, fase inicial y polarización de la onda? b. escriba la expresión para densidad del flujo magnético. 2. Escriba la expresión para los campos eléctrico y magnético que constituyen una onda armónica plana viajando en la dirección +Z. La onda esta linealmente polarizada con su eje de vibración a 45° respecto al plano YX. 3. Una onda luminosa plana, armónica, tiene una intensidad de campo eléctrico dada por: k x t Y x i x t Y x senB ˆ 101103.6 2 cos2ˆ 101103.6 2 4 146146 Calcular: a. Estado de polarización dibuje b. Las componentes del campo eléctrico. Y dibuje c. La densidad de energía . 4. Una onda electromagnética plana de 600THz de frecuencia se propaga en sentido negativo del eje OZ, cuya polarización es circular derecha. El campo eléctrico está de acuerdo a la expresión 6.022 xy EE Calcular las ecuaciones de propagación del campo eléctrico y magnético y el modulo del vector de poynting 5. Cada uno de los electrones que componen un haz tienen una energía cinética de J17106.1 calcular: ¿Cuál será la dirección, sentido y modulo del campo eléctrico que haga que los electrones se detengan a una distancia de 10cm, desde la entrada en una región ocupada por el campo? 6. Una onda sinusoidal electromagnética plana de 40Hz de frecuencia viaja en el espacio libre en la dirección +X en el algún punto y en cierto instante el campo eléctrico tiene su valor máximo 750N/C y está a lo largo del eje Y. Determine: a) La longitud de onda y el periodo de la onda b) Las expresiones para el campo eléctrico y magnético c) Encuentre la densidad de energía de la onda. 7. Considere el problema de un astronauta flotando en el espacio libre con una sola lámpara de 10watt si la potencia de la fuente es inagotable, ¿Cuánto tiempo le tomara llegar a la velocidad de 10m/s usando la radiación como propulsión? Su masa total es de 100kg. 8. El electrón del átomo de hidrogeno tiene una energía de 13.6eV y esta sobre una órbita de 5.29x10-11m de radio. Calcular la energía irradiada en unidad del tiempo. b. calcular el valor de energía irradiada por revolución. (Sugerencia: 1eV=1.6x10-19J:Un electrón Voltio) 9. A una distancia de 8.5km de un transmisor de radio la amplitud del campo eléctrico oscilante en la onda de radio es mVE /13.00 ¿Cuál es el flujo de energía promedio en el tiempo ahí? ¿?cual es la potencia total irradiada por el transmisor de radio? Se supone que este transmisor irradia de manera uniforme en todas las direcciones. 10. en una región del espacio libre el campo eléctrico en algún instante de tiempo es C N k)64j32i80( E y TB )0.29k0.08ji2.0( a. Muestre que los dos campos son ortogonales entre sí. b. Determine el vector de poynting para estos campos. 11. Las componentes del campo magnético (en Tesla) de una onda, que se propaga en el vacío, están dadas por: tkxsenBy 7.0 , tkxsenBz 6.0 a) ¿Cuáles son las componentes del campo eléctrico?, b) ¿Cuál es la intensidad promedio de la onda? 12. Una onda luminosa plana, armónica, tiene una intensidad de campo magnética dada por: c x tBy 1510cos4.0 c x tsenBz 15106.0 Encuentre a. Estado de polarización b. La longitud de onda c. La magnitud y dirección del campo eléctrico 13. Cierto haz de luz láser, tiene una sección transversal de 2.0 mm2 de área, y una potencia de 0.80 mW. Encuentre, la intensidad del haz y su Eo y Bo. Asuma que el haz consiste de una onda sinusoidal plana simple. Universidad de Pamplona - Departamento de Física Segundo Taller de Oscilaciones y Ondas 14. La potencia media de una estación difusora es 107W Suponiendo que la potencia se irradia uniformemente sobre cualquier semiesfera con centro en la estación, encontrar el modulo del vector de poynting y las amplitudes de los campos eléctricos y magnéticos en un punto a 20km de la fuente. Suponga que a esa distancia la onda es plana. 15. Una onda luminosa plana, armónica, polarizada linealmente tiene una intensidad de campo eléctrico dada por: c x tEE z 15 0 10cos encuentre: a. La frecuencia de la luz b. La longitud de onda c. Campo magnético y la intensidad 16. Un láser de Helio-Heon de 15 mW ( nm8.632 ) emite un haz de sección transversal circular cuyo diámetro es de 2 mm. a) Encuentre el campo eléctrico máximo en el haz. b) ¿Que energía total está contenida en una longitud de 1 m del haz? c. Determine el momento transportado por una longitud de 1 m del haz. 17. Una onda electromagnética armónica plana de 6x1014 Hz de frecuencia, se propaga en el vacío en el sentido negativo del eje OZ. El campo magnético vibra en la dirección de la recta xy 22 1 . calcule: a). Las ecuaciones de propagación del campo eléctrico E y el campo magnético B . b). El vector de Poynting de la onda. 18. Suponga que una lámpara de 100watt y 80% de eficiencia irradia toda su energía de forma isótropa, sobre cualquier semi-esfera en un medio. Calcular los campos eléctricos y magnéticos a 2m de la lámpara si constituye una onda armónica plana viajando en la dirección del eje Y, con una frecuencia de 200THz. La onda esta polarizada circularmente hacia la izquierda respeto al plano XZ
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