Unidade Dois Comunicaes 2 2 Comunicaes a longas

Unidade Dois Comunicações 2. 2 Comunicações a longas distânicas

- Reflexão - Refracção - Absorção - Difracção As ondas podem ainda sofrer interferência

REFLEXÃO Fenómeno óptico que ocorre quando a radiação que incide sobre uma superfície é reenviada para o mesmo meio de onde provinha. Meio 1 Meio 2

REFLEXÃO REGULAR E DIFUSÃO Reflexão irregular ou difusão Reflexão regular

Leis da Reflexão Raio incidente (i) ngulo de incidência Normal (n) i r Raio reflectido (r) ngulo de reflexão Ponto de incidência 1ª Lei da Reflexão: O raio incidente (i) numa superfície, a normal à superfície no ponto de incidência (n) e o raio reflectido (r) estão no mesmo plano

Leis da Reflexão Raio incidente (i) Normal (n) i Ponto de incidência r Raio reflectido (r) ngulo de reflexão Superfície de separação de dois meios 2ª Lei da Reflexão: O ângulo de incidência (i) e o ângulo de reflexão (r) são iguais.

REFRACÇÃO Fenómeno óptico que ocorre quando uma onda, que se propaga num determinado meio, é transmitida para outro meio onde se propaga com velocidade diferente. Ao atingir a superfície de separação entre dois meios, a energia da onda incidente distribui-se pela onda refractada e pela onda reflectida. Onda incidente Onda reflectida meio óptico 1 Onda refractada meio óptico 2

Leis da Refracção Raio incidente ngulo de incidência Normal i r Raio reflectido ngulo de reflexão Superfície de separação de dois meios Ponto de incidência ngulo de refracção r’ Raio refractado 1ª Lei da Refracção – O raio refractado, o raio incidente e a normal encontram-se no mesmo plano.

Leis da Refracção 1ª Lei da Refracção – O raio refractado, o raio incidente e a normal encontram-se no mesmo plano. Normal Raio incidente Raio reflectido i meio óptico 1 r Raio refractado meio óptico 2

Normal Raio reflectido Raio incidente i Raio refractado r meio óptico 1 meio óptico 2 O ângulo de incidência (i) e o ângulo de refracção (r) relacionam-se através de sin i sin r = n 1 – índice de refracção do meio 1 n 2 n 1 Índice de refracção de um meio: n= n 2 – índice de refracção do meio 2 c c – velocidade da luz no vazio v v – velocidade da luz no meio óptico

2ª Lei • se a luz passa de um meio de menor velocidade para um meio de maior velocidade, o ângulo de refracção é maior do que o ângulo de incidência: v 1 < v 2 r > i • se a luz passa de um meio de maior velocidade para um meio de menor velocidade, o ângulo de refracção é menor do que o ângulo de incidência: v 1 > v 2 r < i Se a luz incide perpendicularmente à superfície de separação, a refracção ocorre sem mudança de direcção.

Analisemos o que acontece quando a luz passa do vidro para o ar: Figura 1: Retirado de http: //geocities. yahoo. com. br/galileon/1/ang_lim/anglimite. htm.

ar Analisemos o que acontece quando a luz passa do vidro para o ar: Raio refractado vidro Raio reflectido Raio incidente Raio reflectido ar O ângulo de incidência é igual a 42º. Ocorre apenas refracção e o ângulo de refracção é de 90º vidro Raio reflectido Raio incidente O ângulo de incidência é menor que 42º. Ocorre, simultaneamente, refracção da luz e reflexão da luz. O ângulo de incidência ao qual corresponde um ângulo de refracção de 90º chama-se ângulo limite. Para o vidro esse valor é de 42º.

ar O ângulo de incidência é maior que 42º. Apenas ocorre o fenómeno de reflexão. Chama-se reflexão total da luz. vidro Raio reflectido Raio incidente Raio reflectido Em conclusão: - O fenómeno de reflexão total da luz ocorre quando a luz passa de um meio óptico onde se propaga a menor velocidade para outro onde se propaga com maior velocidade (ou quando a luz passa de um meio opticamente mais denso para outro menos denso), com um ângulo de incidência superior ao ângulo limite. - Ao ângulo limite corresponde a um ângulo de refracção igual a 90º. Note-se que o ângulo limite é diferente consoante os meios ópticos em causa.

Fibras ópticas Quais as suas aplicações ?

Medicina Exploratória Observação e terapia, as fibras encontram-se geralmente ligadas a um circuito de vídeo que permite a visualização dos órgãos em análise.

Comunicações Transmissão de sinais de vídeo, telefónicos e dados de computador.

Indústria automóvel Usadas para a iluminação dos painéis. Com a introdução dos sistemas de controle do motor, pilotados por micro-computador de bordo as fibras ópticas ganharam um novo e mais importante papel na indústria automobilística

Fibras ópticas Constituição

DIFRACCÃO Fenómeno óptico que ocorre quando uma onda passa por uma fenda ou por um obstáculo de dimensão semelhante ou inferior ao seu comprimento de onda, dispersando-se numa série de ondas concêntricas.

DIFRACCÃO

DIFRACÇÃO << d V d d V V >> d V V V Não ocorre difracção Ocorre difracção acentuada

Larguras de banda: de ELF a UHF - Embora qualquer onda rádio possa transportar um sinal áudio, usam-se gamas distintas de frequências da onda portadora (diferentes larguras de banda) consoante as suas propriedades e o fim a que se destinam. - As possibilidades das ondas electromagnéticas poderem sofrer difracção, refracção ou de ser reflectidas ou absorvidas quando encontram obstáculos, determinam essa selecção. - A existência de nuvens e o aquecimento das várias camadas da atmosfera podem fazer desviar a direcção de propagação do sinal. A altitudes muito elevadas, entre 100 km e 500 km da superfície terrestre, pode haver absorção da radiação. A ionosfera – camada da atmosfera a essas altitudes – sofre acção intensa da radiação solar que provoca a ionização das moléculas dos gases que a compõem.

ELF – Ondas de frequência extra-baixa são as únicas capazes de penetrar em profundidade no mar. São, por isso, usadas na comunicação com submarinos.

LF, MF e HF – As ondas rádio de baixas frequências (ondas longas, médias e curtas), menos energéticas, deslocam-se mais facilmente e a maiores distâncias, uma vez que são as que melhor se difractam na atmosfera, contornando facilmente obstáculos e acompanhando a curvatura da Terra. Para além disso, as ondas curtas sofrem múltiplas reflexões na ionosfera e na superfície terrestre.

VHF – As ondas muitas curtas (logo frequência elevada) têm um alcance muito pequeno, emitidas geralmente em FM, que se propagam em linha recta. São usados nas transmissões de sons com alta – qualidade e imagens de tv.

UHF e microondas – As microondas são muito importantes porque passam através da ionosfera, fazendo a ligação aos satélites. Têm, pois, interesse para a comunicação com veículos espaciais, bem como para a radioastronomia, porque a atmosfera terrestre é transparente a este tipo de radiação. As ligações telefónicas intercontinentais são realizadas por microondas. Isso só é possível porque são pouco absorvidas ou reflectidas na atmosfera, praticamente não se difractam, propagando-se em linha recta.