[nerdyard] Uma cavidade ressonante em forma de paralelepípedo

[Reginaldo Napolitano]

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É com muita satisfação que anuncio a nova postagem em Nerdyard: http://nerdyard.com/uma-cavidade-ressonante-em-forma-de-paralelepipedo/

Em postagens anteriores, A propagação de ondas entre duas placas condutoras paralelas e Um guia de ondas de seção transversal retangular constante, consideramos o que se passa quando confinamos ondas eletromagnéticas em uma e, depois, em duas dimensões, respectivamente. Em ambos os casos, as ondas eletromagnéticas podem se propagar ao longo das direções que não foram restringidas. Agora, nesta postagem, vamos considerar o que acontece quando temos uma caixa fechada, em forma de paralelepípido, com suas superfícies internas feitas de material condutor ideal. Uma tal região do espaço é conhecida como uma cavidade ressonante. Vamos ver que, obviamente, não há como ter ondas propagantes, já que todas as direções do espaço são delimitadas por condutores. No entanto, ainda assim podem formar-se ondas estacionárias para certas frequências determinadas pela geometria interna da cavidade. Essas frequências são chamadas frequências de ressonância da cavidade ressonante. Vamos analisar o exemplo de uma cavidade em forma de paralelepípedo para simplificar os cálculos, mas há cavidades ressonantes das mais variadas formas.

Quando há condutividade finita nas paredes internas da cavidade, o campo eletromagnético no seu interior acaba sendo gradativamente absorvido pelo material da cavidade, isto é, a energia eletromagnética armazenada na cavidade é dissipada por efeito Joule nas paredes condutoras. Quanto maior a condutividade, menor a absorção da energia eletromagnética pelas paredes. Por essa razão, dizemos que uma cavidade de maior condutividade tem uma melhor qualidade e que o chamado fator de qualidade, Q, é alto. O fator de qualidade mede, essencialmente, a razão entre a energia armazenada na cavidade e a energia perdida por ciclo, na frequência de ressonância daquela energia armazenada (supondo campos aproximadamente monocromáticos). Mas, aqui, como não trataremos o caso dissipativo, não vamos nos deter com a definição exata do fator de qualidade.

Espero que você aprecie! :)

reginaldo