6 Subdomnio Unidade Espetro eletromagntico 6 1 Origem

6 Subdomínio Unidade Espetro eletromagnético

6. 1 Origem da radiação eletromagnética: o contributo de Maxwell e Hertz

O telemóvel utiliza radiação eletromagnética para enviar e receber dados.

O equipamento de GPS comunica com a rede de satélites utilizando radiação eletromagnética.

O equipamento de GPS está a uma grande distância do satélite (comunicação a longas distâncias).

O comando de TV envia radiação eletromagnética sempre que pressionamos um botão.

Como a comunicação entre o comando e a TV só ocorre quando estão relativamente próximos, . . .

. . . diz-se que é uma comunicação a curta distância.

Utilizar radiação eletromagnética para comunicar é parte integrante do nosso quotidiano.

Como é tudo isto possível?

James Maxwell, físico e matemático escocês, baseou-se no trabalho de Faraday para James Maxwell (1831 -1879) apresentar uma nova teoria. Maxwell previu que os campos ele tricos varia veis com origem em cargas ele tricas oscilantes são capazes de gerar campos magnéticos.

A carga Q apresenta um campo elétrico caracterizado pelas linhas de campo indicadas na figura. + Quando a carga Q oscila, há uma variação do campo elétrico nas proximidades da carga. +++

Maxwell concluiu que a variação do campo elétrico induz na sua vizinhança um campo magnético variável. O campo magnético variável, por sua vez, induz na sua vizinhança um campo elétrico variável.

Os campos elétrico e magnético induzem-se mutuamente, originando uma sequência infinita de acontecimentos. Os campos elétricos e magnéticos que se induzem mutuamente propagam-se no espaço sob a forma de uma onda eletromagnética.

Segundo Maxwell, quando uma onda eletromagnética se propaga no vazio, … B E … os campos elétrico e magnético são perpendiculares entre si…

Segundo Maxwell, quando uma onda eletromagnética se propaga no vazio, … B E … e perpendiculares à direção de propagação — as ondas eletromagnéticas são ondas transversais.

B E A radiação eletromagnética propaga-se no vazio à velocidade de c ≅ 2, 997 � 108 m s– 1

Heinrich Hertz, físico alemão, provou, em 1886, Heinrich Hertz (1857 -1894) a teoria de Maxwell. Hertz demonstrou a existência de ondas eletromagnéticas com propriedades semelhantes às da luz.

A Antena emissora B Fonte de alta tensão (AC) Hertz realizou uma experiência semelhante à da figura acima. Ligou uma fonte de alta tensão alternada (AC) aos terminais A e B de uma antena emissora.

A B Hertz observou que, se a tensão alternada nos terminais A e B era suficientemente elevada, o ar entre os terminais era ionizado. Ocorria uma descarga elétrica acompanhada de faíscas entre os terminais A e B.

C D A B Hertz colocou, próximo da antena emissora, um anel metálico que possuía uma pequena abertura entre os pontos C e D. Observou que, quando se produzia uma faísca oscilante entre A e B, também se produzia uma faísca oscilante entre C e D.

C D A B Baseando-se na teoria de Maxwell, Hertz concluiu que. . . • . . . a rápida variação do campo elétrico na região entre A e B era responsável pelas faíscas oscilantes entre esses dois terminais; • . . . a propagação da variação do campo elétrico através de ondas eletromagnéticas explica a formação de faíscas oscilantes entre C e D;

C D A B Antena recetora Baseando-se na teoria de Maxwell, Hertz concluiu que. . . • . . . a frequência de oscilação das faíscas detetadas entre C e D era igual à frequência de oscilação entre A e B; • . . . o anel metálico servia como antena recetora das ondas eletromagnéticas produzidas entre A e B.

Guglielmo Marconi, físico e inventor italiano, aplicou Guglielmo Marconi (1874 -1937) as descobertas de Hertz na tecnologia. Marconi deu início à era das telecomunicações quando, em 1901, fez a primeira comunicação transatlântica usando ondas de rádio.

Hoje, conhece-se uma gama vasta e contínua de frequências para a radiação eletromagnética: Espetro eletromagnético

Conclusão • A radiação eletromagnética é gerada por cargas elétricas aceleradas. • Os campos elétricos e magnéticos que se induzem mutuamente propagam-se no espaço sob a forma de uma onda eletromagnética.

Conclusão • A radiação eletromagnética propaga-se no vazio à velocidade de c ≅ 2, 997 � 108 m s– 1.