Características e aplicações das
ondas eletromagnéticas
Espectro eletromagnético
UV = ultravioleta IV = infravermelho
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Rádio AM e FM
No final do século XIX o homem descobriu que o som pode ser transmitido por meio de ondas eletromagnéticas, dando início a era do rádio.
Isso porque ele se tornou a mais popular e eficaz forma de transmissão durante grande parte do século XX, permanecendo, até hoje, como um canal atemporal de propagação de conteúdo.
As faixas AM (Amplitude Modulada) e FM
(Frequência modulada) são as responsáveis por modular os sinais de radiofrequência. A diferença entre elas se caracteriza basicamente pela
técnica de produção e estética de programação.
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Rádio AM e FM
Transmissões em AM possuem um alcance maior, porém estão sujeitas a interferências de outras fontes de radiações eletromagnéticas, como os fios de alta tensão e raios. As frequências AM ficam entre 535 kHz e 1.605 kHz (1 kHz = 103 Hz)
Já as transmissões em FM possuem frequências entre 88 e 108 MHz (1 MHz = 106 Hz). A
vantagem das transmissões em FM é que elas sofrem pouquíssima ou nenhuma interferência de outras fontes de radiação eletromagnética, porém possuem um alcance bem menor. Sendo assim, por serem menos suscetíveis a ruídos, não é coincidência alguma que a maioria das
estações que tocam músicas operem em FM.
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Sinal de TV
Atualmente, a TV aberta opera em duas frequências diferentes, aquela que emite o sinal digital –
chamada UHF – e o sinal analógico – chamada VHF.
No sinal de TV os canais operam em VHF Baixo e VHF Alto. O VHF Baixo fica entre as frequências de 54 MHz a 88 MHz. Já o VHF Alto funciona com frequências que variam de 174 MHz a 216 MHz.
A chamada TV digital opera na chamada frequência ultra alta ou UHF, cuja frequência varia de 300 MHz a 3 GHz (1 GHz = 109 Hz). A UHF é comum para as
transmissões HDTV.
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Sinal de celular
O celular recebe esse nome porque as regiões servidas pelo serviço foram divididas em áreas chamadas células. Cada célula possui uma estação com antena, ligada à central de telefonia. Um aparelho celular comunica-se com essa estação por meio de duas ondas eletromagnéticas: uma que é enviada do aparelho para a estação, e outra que é enviada da estação para o aparelho.
Na telefonia celular a voz é transformada em sinais elétricos que caminham como ondas de rádio. A frequência das ondas de celular variam entre 450 e 2000 MHz, mas o intervalo entre 800 e 900 MHz é o mais comum.
Cada estação permite um número limitado de aparelhos em uso simultâneo. Em células com muitos usuários, o serviço fica
comprometido, havendo frequentemente congestionamentos do sistema.
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Micro-ondas
As micro-ondas estão compreendidas no intervalo de frequência de 109 a 1011 Hz.
As micro-ondas, começaram a ser mais estudadas e produzidas na Segunda Guerra Mundial por cientistas
britânicos, com a finalidade de detectar aeronaves inimigas.
O sinal era emitido e o objeto a ser detectado refletia essas ondas; esse eco, por sua vez, era detectado pelo RADAR (do inglês “RAdio Detection And Ranging”) e, desse modo,
descobriam não só a localização do objeto, mas também sua forma, velocidade e para qual direção estava se
movimentando.
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Micro-ondas
Ainda hoje as micro-ondas são amplamente utilizadas, como em transmissões via satélite (TV, telefonia, rádio, GPS, etc.)
Nos fornos de micro-ondas existe um transmissor (magnetron) que emite micro-ondas dentro do compartimento onde o alimento é colocado.
Tais ondas transferem energia para as moléculas de água do alimento, que , ao serem aquecidas, aquecem os outros constituintes do alimento. O aquecimento é de forma quase uniforme e de fora para dentro, já que as ondas
eletromagnéticas se localizam na parte externa dos alimentos.
A frequência das micro-ondas nesses fornos é de 2,45 GHz.
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Luz visível
A luz visível pelos seres humanos é uma pequena parte do espectro eletromagnético, de frequências entre 4 . 1014 Hz (luz
vermelha) e 8 . 1014 Hz (luz violeta).
Alguns animais enxergam na região visível, mas outros enxergam ondas
eletromagnéticas de outras frequências. Por exemplo, os papagaios, as abelhas e os peixes enxergam na faixa do ultravioleta (UV).
A luz visível é produzida por fontes naturais, como o Sol, e por fontes artificiais, como lâmpadas.
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Infravermelho
Infravermelho significa “abaixo do vermelho”, ou seja, são ondas cuja frequência é inferior à frequência da luz vermelha, e não são vistas pelo olho humano. A
radiação infravermelha é responsável por boa parte do transporte de calor em diversas situações, por exemplo:
da chama de uma fogueira até as pessoas ao seu redor, da chama de um forno ao alimento que está assando, e de um ferro de passar roupa em funcionamento até a pessoa que o está utilizando.
Essa radiação é utilizada em equipamentos de visão noturna (aqueles mostrados em filmes de ação ou de guerra), nos controles remotos das televisões, nos controles ou alarmes de carros. Alguns satélites
fotografam a Terra no infravermelho com o intuito de detectar movimentações de corpos, lançamento de mísseis, erupções vulcânicas, etc.
Curiosidade!
Por que a imagem de um óculos de visão noturna é verde?
Os óculos de visão noturna são feitos com telas que produzem imagens verdes.
Isso ocorre porque o olho humano possui mais
facilidade para visualizar imagens verdes por longos períodos de tempo. Ou seja, nossos olhos possuem uma sensibilidade maior à luz verde
(comprimento de onda de ~ 560 nm = 560 . 10-9 m ).
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Ultravioleta
Ultravioleta significa “acima do violeta”, ou seja, são ondas (radiações) que possuem frequência superior à frequência da luz violeta e também não são vistas pelo olho humano.
Recebemos do Sol, a cada dia, além da luz visível, o
infravermelho e o ultravioleta. Mais da metade das ondas UV provenientes do Sol é absorvida pela camada de ozônio, que é situada entre 20 e 30 km de altura na atmosfera.
A camada de ozônio é de suma importância, pois a
exposição prolongada ao ultravioleta é prejudicial a diversos organismos.
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Ultravioleta
A radiação ultravioleta é responsável pelo bronzeamento da pele e, no caso da exposição prolongada, pode provocar o surgimento do câncer de pele e da catarata (defeito de visão onde o cristalino fica opaco).
Além disso, tem grande poder bactericida, sendo utilizado em esterilizações. Por exemplo, os dentistas usam o UV para esterilizar os
dentes antes de colocar as obturações.
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Raios X
São ondas eletromagnéticas ionizantes, ou seja, possuem energia capaz de ionizar átomos. Os raios X foram descobertos pelo físico e engenheiro mecânico alemão Wilhelm Conrad Röntgen em 1895, em um experimento que produzia descargas elétricas em gases à baixa pressão.
A maioria dos raios X possuem frequências compreendidas entre 3 . 1016 e 3 . 1019 Hz. Os tecidos do corpo humano não são
atravessados da mesma forma pelos raios X, o que levou a uma aplicação prática em medicina: as radiografias.
Os raios X fazem parte do grupo das radiações ionizantes
(radiações que possuem energia suficiente para ionizar átomos e moléculas).
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Raios X
Assim como no caso das radiações
ultravioleta, a exposição prolongada aos raios X trazem riscos à saúde, como aumento da probabilidade de câncer.
Por essa razão, os técnicos de radiografia utilizam aventais de chumbo e se protegem atrás de uma parede desse metal. O chumbo é um material que bloqueia a passagem de raios X.
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Raios gama
São produzidos por materiais radioativos. São ainda mais penetrantes e perigosos que os raios X, pois também fazem parte do grupo de
radiações ionizantes, ou seja, radiações que
possuem energia suficiente para ionizar átomos e moléculas.
Os raios gama são emitidos em grande intensidade em explosões nucleares, e são produzidos em processos envolvendo núcleos atômicos em usinas nucleares.
Características e aplicações das ondas eletromagnéticas
Raios gama
Os raios gama têm diversas aplicações. Alguns exemplos:
São utilizados de forma controlada e sob supervisão médica em radioterapia: permite tratar pacientes com câncer em determinados estágios da doença; nessa técnica os raios gama são direcionados para o tumor, matando células cancerosas.
São utilizados na esterilização de cosméticos e de materiais cirúrgicos e hospitalares descartáveis;
Na irradiação de alimentos para adiar o brotamento e aumentar a durabilidade; esterilização ou desinfestação de insetos;
Em construções para controle de qualidade e busca de fraturas ou fissuras em materiais;
