Gabarito disponível
Considere um sistema cartesiano fixo xyz. Uma onda eletromagnética plana de frequência f que se propaga no vácuo tem seu vetor campo magnético descrito pela função vetorial B⃗(z, t) = Bₘsen(kz + wt) [cos(15°)î + sen(15°)ĵ]. Suponha que a onda incida sobre uma lente polarizadora cuja direção de polarização é a do eixo y. Sendo c a velocidade de propagação da luz no vácuo, qual a função que descreve o vetor de Poynting, S⃗(z, t), da onda que emerge da lente polarizadora?
Resolução comentada
Só passa a componente de E ao longo de y (∝ cos15°), e a onda segue em −z.
A onda viaja em −z, pois o argumento é kz + ωt. O campo elétrico é perpendicular a B, com direção (−sen15°, cos15°). O polarizador em y deixa passar apenas E_y ∝ cos15°, então a intensidade fica multiplicada por cos²15°. O vetor de Poynting emergente é S = −c·Bₘ²cos²15°·sen²[2πf(z/c + t)]k̂, com sinal negativo por causa do sentido −z (a constante μ₀ foi omitida nas opções).
Análise das alternativas
A e B usam sen²15°, que seria a transmissão se a polarização fosse a de B. B e D têm sinal positivo, o que contraria a propagação em −z. E usa cos15°·sen15°, que não vem da lei de Malus.
Referência: Vetor de Poynting; polarização e lei de Malus.
Resolução comentada do VaiConcursos.