EM2011 Serie de Problemas 03 -Ondas Electromagnéticas- G 9NL19TATIANA Universidad Nacional de Colombia Depto de Física Mayo 2011
Ondas electromagnéticas 1. En la alta atmósfera terrestre la radiación proveniente del Sol alcanza a la Tierra a una tasa aproximada de 1350 W/m^2. Suponga que esta es una sola onda EM y calcule los valores aproximados de E y B. (la energía que una onda transporta por unidad de tiempo y por unidad de área es la Intensidad W/m^2) Para Calcular la intensidad de una onda, o el flujo de energía por unidad de tiempo y por unidad de área, I, se tiene una relación entre la velocidad de la luz, el campo magnético máximo y la permeabilidad magnética en el vacío: Despejando el Campo eléctrico que es lo que nos interesa, tenemos: Reemplazando con los datos obtenidos en el problema: Para hallar el campo magnético es necesario conocer la relación que hay entre el E y B en una onda electromagnética en el vacío: Despejando el Campo magnético tenemos: Reemplazando la velocidad de la luz y el campo eléctrico hallado anteriormente:
Ondas electromagnéticas 2. La radiación proveniente del Sol que llega a la superficie de la Tierra luego de atravesar la atmósfera transporta energía a una tasa de 1000 W/m^2. Estime la presión y la fuerza ejercida por el Sol, en un día soleado: a)Sobre una superficie de 10 cm x 20 cm La presión por radiación se halla mediante la relación: Reemplazando: El área de la superficie es: La Fuerza es Presión por unidad de área: b)Sobre la superficie de la Tierra. La presión por radiación se halla mediante la relación: Reemplazando: El área superficial de la tierra es: 510 x m 2, sin embargo como el sol solo ilumina la mitad de la tierra, tomamos la mitad del área superficial: