Um elétron (massa m) no campo gravitacional (aceleração da gravidade g) movimenta-se com velocidade v embaixo de um fio condutor que possui uma densidade linear de carga (medida no sistema de referencial do laboratório). As cargas no fio condutor movimentam-se com velocidade em direção oposta ao elétron (conforme a figura a seguir). Definindo as constantes e
a distância d do fio em que as forças verticais sobre o elétron se equilibram é
Baseando‐se nos estudos de Michael Faraday, Maxwell unificou, em 1864, os fenômenos elétricos e magnéticos observáveis, em um trabalho que estabeleceu conexões entre as várias teorias da época, derivando uma das mais elegantes teorias já formuladas. Maxwell demonstrou, com essa nova teoria, que vários fenômenos elétricos emagnéticos poderiam ser descritos em apenas quatro
equações, na forma diferencial, conhecidas atualmente como Equações de Maxwell.
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Considerem‐se as seguintes afirmativas:
(1) os campos magnéticos são rotacionais, isto é, não existem monopolos magnéticos; e
(2) correntes elétricas ou cargas em movimento geram campos magnéticos.
Tomando o texto acima como referência inicial, assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, as equações de Maxwell das quais essas afirmativas são consequências.
Abaixo temos uma representação esquemática de uma junção PN. Pelo processo de dopagem são inseridos na região da junção (região de depleção ou região de carga espacial) portadores do tipo N (elétrons) e portadores do tipo P (buracos). Essa distribuição de carga é, então responsável pelo surgimento de uma barreira de potencial eletrostático aos portadores que forem cruzar a junção. Através de um campo externo essa barreira pode ser reduzida permitindo o trânsito de portadores (polarização direta) e portanto o diodo permite a passagem de portadores em apenas uma direção.
Considerando uma região de depleção na forma de um cubo, e que a densidade de carga em cada lado da junção é uniforme em módulo Q/L3 . Utilizando a Lei de Gauss dE/dx = Q/(ε L3 ) e a definição de tensão dV/dx = -E, a diferença total de tensão entre os extremos de cada lado da junção será:
Julgue os itens subsequentes com relação aos aspectos das ondas eletromagnéticas, da luz, da óptica e dos problemas da visão.
Radiação eletromagnética é uma onda de campos elétricos e magnéticos oscilantes; a luz visível é uma forma de radiação eletromagnética.
As equações Maxwell descrevem os fenômenos eletromagnéticos. Para dar uma ideia do
alcance dos fenômenos regidos pelas equações de Maxwell, basta lembrarmos que a luz
é um fenômeno de origem eletromagnética. Das quatro equações, duas representam a lei
de Gauss para o campo elétrico e magnético (descrevem como os campos são gerados a
partir de cargas).
Essas equações indicam que
Com relação às características de campos eletrostáticos e
magnetostáticos, julgue os itens subsecutivos.
Considere que um fio condutor retilíneo e de comprimento infinito seja percorrido por uma corrente elétrica constante.
Considere, ainda, que esse fio penetre dois meios magnéticos semi–infinitos isotrópicos e lineares, denominados meio 1 e meio 2, tais que a permeabilidade magnética relativa do meio 1 é 75% superior à do meio 2. Nessa situação, a uma distância fixa e perpendicular ao fio, a densidade de fluxo magnético no interior do meio 1 será 75% superior à do meio 2.
Uma onda eletromagnética plana se propaga do meio 1 para o
meio 2, conforme ilustrado na figura acima. Esses dois meios
materiais, separados entre si por uma interface plana desprovida
de cargas elétricas, são dielétricos perfeitos semi–infinitos com
permeabilidades magnéticas unitárias e índices de refração iguais
a n1 e n1, respectivamente. A partir dessas informações, julgue os
próximos itens, considerando que o plano de propagação da onda
seja o plano do papel e que os ângulos de incidência (θI), reflexão
(θR) e refração (θT) sejam medidos com relação a uma reta
normal à interface.
Se o ângulo de incidência for igual a 30º e o índice de refração do meio 1 for 60% maior que o índice de refração do meio 2, o ângulo de refração será inferior à 60º.
Uma onda eletromagnética plana se propaga do meio 1 para o
meio 2, conforme ilustrado na figura acima. Esses dois meios
materiais, separados entre si por uma interface plana desprovida
de cargas elétricas, são dielétricos perfeitos semi–infinitos com
permeabilidades magnéticas unitárias e índices de refração iguais
a n1 e n1, respectivamente. A partir dessas informações, julgue os
próximos itens, considerando que o plano de propagação da onda
seja o plano do papel e que os ângulos de incidência (θI), reflexão
(θR) e refração (θT) sejam medidos com relação a uma reta
normal à interface.
Considere que o vetor campo magnético da onda plana incidente seja perpendicular ao plano de propagação, que aponte de baixo para cima e que n2=√3n1 . Nessa situação, se os ângulos de incidência e de refração forem 60º e 30º, respectivamente, então não haverá reflexão de onda.
