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ITA - Ondulatória

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Resolvido ITA - Ondulatória

Mensagem por Ralsei Ter 26 Out 2021, 16:02

(ITA - 2000) . Uma onda eletromagnética com um campo elétrico de amplitude E0, frequência f e comprimento de onda = 550nm é vista por um observador, como mostra a figura. Considere as seguintes proposições:
I - Se a amplitude do campo elétrico E0 for dobrada, o observador perceberá um aumento do brilho da onda eletromagnética.
II - Se a frequência da onda for quadruplicada, o observador não distinguirá qualquer variação do brilho da onda eletromagnética.
III - Se a amplitude do campo for dobrada e a frequência da onda quadruplicada, então o observador deixará de visualizar a onda eletromagnética.

Lembrando que a faixa de comprimentos de ondas em que a onda eletromagnética é perceptível ao olho humano, compreende valores de 400nm a 700nm, pode-se afirmar que:

a) apenas a II é correta.
b) somente I e II são corretas.
c) todas são corretas.
d) somente II e III são corretas.
e) somente I e III são corretas. 

GABARITO:
E

Não entendi por que a II está errada, se o comprimento da onda seria o quarto de 550nm. Também não compreendi a relação entre a amplitude e o problema.

ITA - Ondulatória ECCUNL01Sd0AAAAASUVORK5CYII=


Última edição por Ralsei em Qua 27 Out 2021, 16:39, editado 1 vez(es)
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Resolvido Re: ITA - Ondulatória

Mensagem por PedroF. Qua 27 Out 2021, 09:16

Olá, Ralsei!
O brilho, ou intensidade, da onda eletromagnética é proporcional ao quadrado da amplitude. Em relação a segunda afirmação da questão, a variação da frequência não altera a intensidade, e se quadriplicar a frequência o observador deixará de visualizar a onda (já que sai do espectro visível).

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Resolvido Re: ITA - Ondulatória

Mensagem por Ralsei Qua 27 Out 2021, 15:56

Agradeço, Pedro.
Sabe-me dizer se essa relação entre a intensidade e a amplitude possuí algum nome? Faz parte de alguma fórmula?
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Resolvido Re: ITA - Ondulatória

Mensagem por qedpetrich Qua 27 Out 2021, 16:14

Boa tarde colegas;

Perdão pela intrusão, mas agregando ao tópico. 

Da vez que eu estudei ondas, me foi apresentado a ideia que leva o nome de relação entre intensidade e amplitude. Por exemplo, para uma partícula de massa m, executando movimento harmônico simples de amplitude a e frequência f, possui energia mecânica E dada por:

ITA - Ondulatória Png.latex?E%20%3D%202.%5Cpi%5E%7B2%7D.m.f%5E%7B2%7D

Sendo proporcional ao quadrado da frequência e ao quadrado da amplitude.

Para qualquer onda tridimensional harmônica, a intensidade média I é dada por:

ITA - Ondulatória Png.latex?I%20%3D%20k.f%5E%7B2%7D

Onde k é uma constante que depende do meio e da velocidade da onda. 

A demonstração dessa fórmula é utilizado o fato de que:

ITA - Ondulatória Png

Sendo Ps a potência média que atravessa em uma superfície.

Observe que a equação I = k.f².a² para pontos cada vez mais afastados da fonte, a intensidade média diminui, mas a frequência da onda permanece constante. Conclui-se que se a intensidade diminui, a amplitude também diminui.

Não sei se era isso que o colega Pedro tinha em mente. Se quiser se aprofundar reveja a teoria do Física Clássica V4, ele aborda bem legal essa parte. Espero ter ajudado!
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Resolvido Re: ITA - Ondulatória

Mensagem por PedroF. Qua 27 Out 2021, 16:54

Umm, verdade! Me equivoquei ao falar que a frequência não interfere. Obrigado  ITA - Ondulatória 1f609 .

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Resolvido Re: ITA - Ondulatória

Mensagem por qedpetrich Qua 27 Out 2021, 16:55

Você está certo Pedro. A frequência não interfere, somente a amplitude. Provei para a/o colega/o entender o por quê:

" Observe que a equação I = k.f².a² para pontos cada vez mais afastados da fonte, a intensidade média diminui, mas a frequência da onda permanece constante. Conclui-se que se a intensidade diminui, a amplitude também diminui. "

Se k e f são constantes, se I aumentar, logo, para manter uma proporção de igualdade, a amplitude deve também aumentar, análogo se sofrer uma diminuição. Ou seja, a intensidade depende intrinsecamente da amplitude de uma onda.
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Resolvido Re: ITA - Ondulatória

Mensagem por PedroF. Qua 27 Out 2021, 18:12

Sim, a relação de dependência é essa mesmo. Mas, se mudarmos a fonte aumentando a frequência a intensidade acaba aumentando. Ou estou equivocado?

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Resolvido Re: ITA - Ondulatória

Mensagem por qedpetrich Qua 27 Out 2021, 18:17

Creio que você esteja totalmente coerente nessa afirmação, penso que se uma fonte com uma frequência maior, a intensidade também irá aumentar. Desculpa, não sei muito sobre essa matéria, quando fiz ela passei sufoco kkkkkk, acho um dos tópicos mais complexos. Minha primeira postagem aqui foi justamente sobre essa maldita intensidade, tópico. Mas até hoje me causa confusões hehehe!
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Resolvido Re: ITA - Ondulatória

Mensagem por PedroF. Qua 27 Out 2021, 18:41

Ok, obrigado! Para mim também é bem complexa, haja vista que me aprofundei apenas a nível de Ensino Médio. De qualquer maneira, agradeço por complementar no tópico Smile.

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