fisica

1. 2. Eletromagnetismo e ondas
eletromagnéticas
2.5. Ondas eletromagnéticas nas comunicações e no conhecimento do Universo

2. 2.5. Ondas eletromagnéticas nas comunicações e no
conhecimento do Universo
SUMÁRIO: Utilização das ondas eletromagnéticas nas comunicações e no
conhecimento do Universo.
Resolução de exercícios e problemas para consolidação dos
conteúdos lecionados.

3. As ondas eletromagnéticas e as comunicações
A atmosfera terrestre é opaca
aos raios gama, aos raios X e a
grande parte da radiação
ultravioleta e infravermelha.
A atmosfera terrestre é
transparente à radiação menos
energética: parte das ondas de
rádio e micro-ondas, à radiação
visível e a alguma radiação
ultravioleta.

4. As ondas eletromagnéticas e as comunicações
Em termos biológicos:
 a transparência às radiações visível e UV de menor energia permite a ocorrência na Terra de
fenómenos essenciais à vida, como é o caso da fotossíntese.
 a opacidade às radiações mais energéticas, tais como raios gama, raios X e UV, é essencial,
uma vez que estas radiações apresentam um elevado poder ionizante, sendo prejudiciais para
os seres vivos.
 a opacidade às radiações menos energéticas, como o infravermelho, permite a ocorrência do
efeito de estufa.
Vídeo YouTube:
Tour do Espectro Eletromagnético (NASA)

5. Quando se pretende utilizar ondas eletromagnéticas como meio de
comunicação é necessário…
 utilizar frequências para as quais os meios sejam transparentes;
 utilizar frequências com baixos coeficientes de absorção;
 ter em conta os fenómenos que estas ondas podem apresentar;
As ondas eletromagnéticas e as comunicações
Antena de
telecomunicação.
Esquema do percurso da radiação
do transmissor ao recetor.

6. Quando se pretende utilizar ondas eletromagnéticas como meio de
comunicação é necessário…
 adequar a frequência das ondas eletromagnéticas aos fins a que se
destinam.
As ondas eletromagnéticas e as comunicações
As ondas rádio de maior
frequência (com maior
largura de banda para envio
significativo de informação),
que viajam em linha reta e
são refletidas na ionosfera,
são as mais aplicadas nas
comunicações terrestres
por telemóvel.

7. Quando se pretende utilizar ondas eletromagnéticas como meio de
comunicação é necessário:
 adequar a frequência das ondas eletromagnéticas aos fins a que se
destinam.
As ondas eletromagnéticas e as comunicações
As micro-ondas destinam-se às comunicações
por satélite pois não são absorvidas ou refletidas
pela atmosfera terrestre e também não sofrem
fenómenos significativos de refração ou difração,
viajando em linha reta.
Vídeo Escola Virtual:
Localização por GPS

8. As ondas eletromagnéticas e o conhecimento do Universo
Em termos tecnológicos:
 a transparência às radiações da gama das ondas de rádio permite que estas ondas sejam
amplamente utilizadas em comunicações a longa distância e detetada em radiotelescópios.
 a opacidade a outras radiações exige que a grande maioria dos telescópios sejam colocados
em satélites que orbitam a Terra, para que possam captar os sinais provenientes do Espaço
sem a interferência da atmosfera terrestre.

9. As ondas eletromagnéticas e o conhecimento do Universo
 a fonte está parada, o comprimento de
onda da luz é detetado sem alteração.
 a fonte se afasta, a luz recebida pelo
recetor tem maior comprimento de onda
(frequência menor) do que o comprimento
de onda da radiação emitida – desvio
para o vermelho ou redshift.
 a fonte se aproxima, da luz captada pelo
recetor apresenta menor comprimento de
onda (frequência superior) do que o
comprimento de onda da radiação emitida
– desvio para o azul ou blueshift.
O efeito Doppler explica a variação na frequência detetada por um recetor quando
uma fonte que emite ou reflete uma onda se encontra em movimento relativo em
relação ao recetor. No caso das ondas eletromagnéticas e tratando-se de luz visível,
quando em relação à Terra:
Vídeos YouTube:
Doppler effect
The Doppler Effect: what does motion do to waves?
Vídeo Escola Virtual:
Efeito Doppler

10. As ondas eletromagnéticas e o conhecimento do Universo
Em 1929 Edwin Hubble verificou que os espetros da luz emitida pelas galáxias que
chega até aos telescópios e espetrofotómetros apresentam um desvio para o
vermelho. Baseando-se no efeito Doppler, Hubble concluiu que o desvio para maiores
comprimentos de onda se deve ao afastamento das galáxias em relação à Terra.
Vídeos YouTube:
Red shift (FuseSchool)
Como sabemos que o Universo está acelerando?

11. As ondas eletromagnéticas e o conhecimento do Universo
A teoria do Big Bang assenta em duas evidências principais: o afastamento
das galáxias e a existência de radiação cósmica de fundo.
Vídeo YouTube:
Why is it dark at night?
George Gamow, em 1948,
sugeriu que no estado inicial, o
Universo seria caracterizado por
uma densidade de radiação e de
temperatura altamente elevadas
e que seria possível observar os
resquícios dessa radiação,
como uma radiação de fundo
isotrópica, que estaria na região
micro-ondas, em consequência
da expansão do Universo.
Esta radiação acabaria por ser
detetada em 1965 pelos
radioastrónomos Amo Penzias
e Robert Wilson.

12. 2.5. Ondas eletromagnéticas nas comunicações e no conhecimento do Universo
As ondas eletromagnéticas apresentam comportamentos distintos na atmosfera, consoante a
sua frequência. Algumas contornam facilmente obstáculos, como edifícios e montanhas,
podendo ser usadas para comunicações fora da linha de vista.
O facto de as ondas eletromagnéticas apresentarem uma velocidade de propagação muito
elevada torna-as, desde logo, um excelente meio para envio de sinais a longas distâncias.
As ondas de rádio e as micro-ondas (com frequências compreendidas entre 3 kHz e 300 GHz)
são as mais aplicadas nas comunicações.
1. O fenómeno referido no texto, associado às ondas eletromagnéticas, é…
(A) refração. (B) reflexão. (C) difração. (D) dispersão.
As ondas de rádio são as que têm mais baixas frequências e os maiores comprimentos de onda do
espetro eletromagnético. Por esta razão chegam a todo o lado porque difratam-se nos obstáculos
do solo e simultaneamente, sofrem reflexão na ionosfera.
2. Quais as razões que justificam que as ondas de rádio sejam utilizadas nas
telecomunicações móveis por via terrestre?

13. 2.5. Ondas eletromagnéticas nas comunicações e no conhecimento do Universo
As ondas eletromagnéticas apresentam comportamentos distintos na atmosfera, consoante a
sua frequência. Algumas contornam facilmente obstáculos, como edifícios e montanhas,
podendo ser usadas para comunicações fora da linha de vista.
O facto de as ondas eletromagnéticas apresentarem uma velocidade de propagação muito
elevada torna-as, desde logo, um excelente meio para envio de sinais a longas distâncias.
As ondas de rádio e as micro-ondas (com frequências compreendidas entre 3 kHz e 300 GHz)
são as mais aplicadas nas comunicações.
3. Nas comunicações por via satélite são utilizadas ondas da gama das micro-ondas,
porque…
(A) se propagam em linha reta e são pouco absorvidas na atmosfera.
(B) são pouco absorvidas e sofrem sucessivas reflexões na atmosfera.
(C) se propagam em linha reta e são muito absorvidas na atmosfera.
(D) são pouco absorvidas e difratam-se facilmente na atmosfera.

14. 2.5. Ondas eletromagnéticas nas comunicações e no conhecimento do Universo
As ondas eletromagnéticas apresentam comportamentos distintos na atmosfera, consoante a
sua frequência. Algumas contornam facilmente obstáculos, como edifícios e montanhas,
podendo ser usadas para comunicações fora da linha de vista.
O facto de as ondas eletromagnéticas apresentarem uma velocidade de propagação muito
elevada torna-as, desde logo, um excelente meio para envio de sinais a longas distâncias.
As ondas de rádio e as micro-ondas (com frequências compreendidas entre 3 kHz e 300 GHz)
são as mais aplicadas nas comunicações.
A radiação eletromagnética detetada pelos telescópicos instalados à superfície da Terra,
em satélites ou em sondas que viajam pelo Universo, têm permitido conhecer cada vez
mais o Universo e a sua origem.
4. Justifique a seguinte afirmação: “As ondas eletromagnéticas, além de permitirem a
comunicação a longas distâncias, são também fundamentais no conhecimento do
Universo.

15. 2. Eletromagnetismo e ondas
eletromagnéticas
2.5. Ondas eletromagnéticas nas comunicações e no conhecimento do Universo