26.6. Problemi#
Exercise 26.1 (Velocità della Luce)
Calcola la velocità della luce in un vuoto utilizzando la costante dielettrica \(\varepsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} \, \text{C}^2/\text{N} \cdot \text{m}^2\) e la permeabilità magnetica del vuoto \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{N}/\text{A}^2\).
Exercise 26.2 (Frequenza e Lunghezza d’Onda)
Un’onda elettromagnetica ha una frequenza di \(f = 60 \, \text{MHz}\). Calcola la sua lunghezza d’onda nel vuoto.
Exercise 26.3 (Energia di un Foton)
Calcola l’energia di un fotone di luce con una lunghezza d’onda di \(500 \, \text{nm}\) utilizzando la formula \(E = \frac{h c}{\lambda}\), dove \(h\) è la costante di Planck (\(h = 6.63 \times 10^{-34} \, \text{J} \cdot \text{s}\)) e \(c\) è la velocità della luce.
Exercise 26.4 (Legge di Snell per Onde Elettromagnetiche)
Un’onda elettromagnetica passa dall’aria (indice di rifrazione \(n_1 = 1\)) all’acqua (indice di rifrazione \(n_2 = 1.33\)). Calcola l’angolo di rifrazione quando l’angolo di incidenza è di \(30^\circ\).
Exercise 26.5 (Direzione del Campo Elettrico in un’onda Elettromagnetica)
In un’onda elettromagnetica che si propaga lungo l’asse \(z\), con il campo elettrico che oscilla lungo l’asse \(x\), in quale direzione oscillerà il campo magnetico?
Exercise 26.6 (Intensità di un’onda Elettromagnetica)
Se l’intensità di un’onda elettromagnetica è \(I = 8 \, \text{W/m}^2\) e la velocità della luce è \(c = 3 \times 10^8 \, \text{m/s}\), calcola la densità di energia dell’onda.
Exercise 26.7 (Energia Mediata da un’onda Elettromagnetica)
Un’onda elettromagnetica ha una frequenza di \(f = 100 \, \text{MHz}\). Se l’intensità dell’onda è di \(I = 10 \, \text{W/m}^2\), calcola l’energia mediata dal campo elettrico.
Exercise 26.8 (Propagazione in un Medio Dielettrico)
Un’onda elettromagnetica si propaga in un materiale con costante dielettrica \(\varepsilon_r = 4\). Calcola la velocità dell’onda nel materiale, sapendo che nel vuoto è \(c = 3 \times 10^8 \, \text{m/s}\).
Exercise 26.9 (Polarizzazione di un’onda Elettromagnetica)
Un’onda elettromagnetica viene polarizzata attraverso un filtro lineare. Se la luce incidente ha un’intensità di \(I_0 = 50 \, \text{W}\) e l’angolo di polarizzazione è \(30^\circ\), calcola l’intensità della luce trasmessa.
Exercise 26.10 (Effetto Doppler per Onde Elettromagnetiche)
Un’onda elettromagnetica ha una frequenza \(f = 5 \, \text{GHz}\) e viene osservata da una fonte in movimento con velocità \(v = 1000 \, \text{m/s}\) verso l’osservatore. Calcola la frequenza osservata utilizzando l’effetto Doppler.
Exercise 26.11 (Energia per Unità di Volume di un’onda Elettromagnetica)
Calcola l’energia per unità di volume in un’onda elettromagnetica che ha una densità di energia di \(u = 5 \, \text{J/m}^3\).
Exercise 26.12 (Onda Elettromagnetica nel Vuoto)
Una radiazione elettromagnetica ha una frequenza di \(f = 2 \, \text{GHz}\). Calcola la lunghezza d’onda di questa radiazione nel vuoto.
Exercise 26.13 (Impedenza di un’onda Elettromagnetica)
In un’onda elettromagnetica nel vuoto, calcola l’impedenza, sapendo che la permeabilità magnetica del vuoto è \(\mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{N}/\text{A}^2\) e la costante dielettrica è \(\varepsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} \, \text{C}^2/\text{N} \cdot \text{m}^2\).
Exercise 26.14 (Spettro Elettromagnetico)
Un’onda elettromagnetica appartiene alla banda delle microonde con una frequenza di \(f = 10 \, \text{GHz}\). Calcola la lunghezza d’onda corrispondente in questo intervallo dello spettro elettromagnetico.
Exercise 26.15 (Legge di Ampère-Maxwell)
Utilizzando la legge di Ampère-Maxwell, calcola la corrente indotta in un circuito chiuso che si trova in un campo magnetico oscillante con frequenza \(f = 1 \, \text{MHz}\).
Exercise 26.16 (Direzione di Propagazione di un’onda Elettromagnetica)
In un’onda elettromagnetica che si propaga lungo l’asse \(z\) con il campo elettrico lungo l’asse \(x\) e il campo magnetico lungo l’asse \(y\), calcola la direzione di propagazione dell’onda.
Exercise 26.17 (Potenza Trasportata da un’onda Elettromagnetica)
Calcola la potenza trasportata da un’onda elettromagnetica con una intensità \(I = 25 \, \text{W/m}^2\) in un dato intervallo di tempo.
Exercise 26.18 (Riflessione e Rifrazione di Onde Elettromagnetiche)
Un’onda elettromagnetica colpisce la superficie di separazione tra due mezzi con indici di rifrazione \(n_1 = 1\) e \(n_2 = 1.5\). Calcola l’angolo di rifrazione quando l’angolo di incidenza è di \(45^\circ\).