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7/28/2019 Comunicao a longas distncias - Cpia.pdf

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TRANSMISSO DE INFORMAO sair

Emissor a fonte de informao;Portador as ondas sonoras;

Receptor neste caso os ouvidos.


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Hertz conseguiu produzir ondaselectromagnticas e detect-las. Os

seus trabalhos foram continuados por

outros cientistas, como Marconi, queconseguiu modular com sons, as ondas

produzidas e transmiti-las a grandes

distncias.

TRANSMISSO DE INFORMAO


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Produziu pela primeira vez ondaselectromagnticas em laboratrio (1987)

utilizando um circuito para produzir as ondas e umoutro para as detectar. Nesse mesmo anodescobriu o efeito fotoelctrico, o qual foi estudadopor Lenard em 1900 e cuja interpretao veio a ser

realizada por Einstein.


Heinrich Hertz(1858-1894)


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Em 1894 utilizava-se a telegrafia (com fios) paraenviar mensagens. Era a tecnologia mais moderna.

Quando Heinrich Hertz descobriu como produzirondas electromagnticas, Marconi lanou-se naexplorao dessa tecnologia. As suas primeiras

experincias foram realizadas em Bolonha, tendoum ano depois, conseguido estabelecer

comunicaes entre pontos distantes de 3 km.


Guglielmo Marconi(1874-1937)


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Atravs de sucessivos aperfeioamentos, foiconseguindo aumentar o alcance das transmisses,de tal forma que em 1899 fez transmisses de

Inglaterra para Frana e em 1901 atravs do oceano

Atlntico. Recebeu em 1909 o prmio Nobel,juntamente com Karl Ferdinand Braun, a quem se

deve o aperfeioamento dos transmissores deMarconi, aumentando-lhes o alcance de forma

significativa.




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Marconi iniciou a era dascomunicaes a longa distncia

estabelecendo a primeiracomunicao porondas de rdio

entre a Europa e a Amrica.




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TRANSMISSO DE INFORMAO sair

A comunicao a longasdistncias faz-se atravs de ondaselectromagnticas e no de ondassonoras porque estas so absorvidas

pelo ar.


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ESPECTRO ELECTROMAGNTICOUTILIZADO NA TRANSMISSO

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As chamadas ondas de rdio tm frequncia compreendida entre30 kHz e 300 GHz.
http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/


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Uma onda electromagntica consiste napropagao de um campo elctrico e de umcampo magnticoperpendiculares entre

si.

ONDAS ELECTROMAGNTICAS sair


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Cargas oscilantes emitemondas electromagnticas.



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O conjunto das radiaeselectromagnticas constitui o espectro

electromagntico.



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No espectro electromagntico, asradiaes esto ordenadas de acordo

com a sua energia.



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ONDAS ELECTROMAGNTICAS

As ondas electromagnticas nonecessitam de meio material para

se poderem fazer sentir.

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As ondas electromagnticas tmpropriedades ideais para serem utilizadas

como portadoras de informao: sorpidas, transmitem-se no vazio e tm

grande alcance.

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As ondas electromagnticas so

ondas transversais, pois, a direcode propagao perpendicular direco de vibrao das partculas

do meio.

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AS ONDAS DE RDIO

As ondas de rdio so as que tm maisbaixas frequncias do espectro: tm osmaiores comprimentos de onda, porisso, chegam a todo o lado porquedifractam-se nos obstculos do solo.Sofrem reflexo e contornam

obstculos por difraco.

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OS INFRAVERMELHOS

A luz infravermelha, usada noscomandos remotos, difracta-se pouco,sendo, por isso, a sua propagaorectilnea. Os infravermelhosreflectem-se facilmente, o que tornapossvel ligar a televiso ou o gravador

apontando o comando para o tecto ou aparede.

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AS MICROONDAS

As microondas constituem um tipo deradiao electromagntica muitoutilizada nas telecomunicaes, poisapresentam vrias propriedades:

- praticamente no se difractam;

- so pouco absorvidas ou reflectidas naatmosfera;

- penetram na ionosfera.

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MODULAO

A transmisso a longas distncias de umsinal elctrico resultante da converso deum sinal sonoro quase impossvel, uma

vez que a onda electromagntica que

corresponde propagao daquele sinalapresenta frequncias baixas. Amodulao o processo que na prtica

permite ultrapassar este problema.

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MODULAO

A modulao consiste na alterao da

onda portadora poradio de umsinal que contm a informao a

transmitir.

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As ondas electromagnticas podem sermoduladas transportando a informao de

um sinal sonoro ou de imagens. Esta

combinao de sinais pode ser feita atravsda modulao da amplitude (AM) ou damodulao de frequncia (FM) da onda

portadora.

MODULAO sair


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1- Amplificador udio: o microfoneconverte o som num sinal elctrico, que porser muito dbil necessita de ser amplificado.


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2- Oscilador de rdio frequncia (RF): um circuito que gera um sinal portador,neste caso de (RF) cuja amplitude e

frequncia se mantm constantes.


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3- O modulador (ou mixer ):combina osinal da informao, neste caso o sinal udio,com o sinal de rdio frequncia.


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4- O amplificador de rdio frequncia: amplifica osinal que foi modulado tornando-o mais forte paraque possa alimentar a antena fazendo com que ascargas elctricas que esto superfcie da antena

oscilem, radiando o sinal at locais afastados.


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MODULAR UMA ONDA

A modulao consiste na modificao dascaractersticas da onda portadora, a sua

amplitude, a sua frequncia, ou ambas.Os mtodos mais utilizados nos canais derdio e TV: Modulao de amplitude (AM) emodulao de frequncia (FM).

sair


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MODULAR UMA ONDA

MODULAO DE AMPLITUDE

AMMOLUDAO DE FREQUNCIA

FM

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MODULAO DE FREQUNCIA sair

Quando se faz amodulao de

frequncia (figurac) a amplitude dosinal no varia.

por isso mais fcilidentificarosrudos e filtr-los.


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O rudo uma caracterstica de todas ascomunicaes. impossvel evit-lo. por isso que muitas tcnicas de

comunicao se distinguem basicamentepela maior ou menor habilidade com queconseguem minimiz-lo.

MODULAO DE FREQUNCIA

O O Q C


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Designa-se por rudo o conjunto desinais aleatrios que esto presentesem todos os circuitos electrnicos e

que so produzidos, por exemplo, pelasmquinas elctricas e pelos fenmenosatmosfricos.



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MODULAO DE FREQUNCIAsair

Qualquer que seja a fonte do rudo,este afecta e interfere com a amplitudedo sinal que chega ao receptor,

fazendo com que o sinal recebidoaparea distorcido.




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A emisso em FM utilizada quandoa qualidade da transmisso importante. por isso que as

transmisses de alta fidelidade(HiFi) so feitas em FM.



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A emisso em FM requer uma largura de

banda maior, atribuindo-se a cada estao umcanal com a largura de 150 kHz. As emissesde rdio em FM so transmitidas na bandacompreendida entre 88 MHz e os 108 MHz.




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O espectro de frequncias em (FM) tembastantes mais bandas laterais e a

largura de cada canal maior.




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Ao contrrio do que sucede com as ondas de

menor frequncia usadas em AM, as ondasFMtm bastante dificuldade em contornarobstculos devido ao seu pequeno

comprimento de onda.




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Isto obriga existncia de vriosretransmissores se se pretende enviar o sinala grandes distncias, tendo os emissores de

ser colocados em locais altos.




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sairMODULAO DE AMPLITUDE

A modulao de

amplitude do sinal derdio consiste emmisturaros dois sinais

( fi - sinal udio; fpfrequncia da portadora),originam-se dois novos

sinais quecorrespondem soma e diferena destasfrequncias.



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Na sada do modulador surgem 4 frequncias:

fi fp (fp + fi) (fp- fi) MODULAO DE AMPLITUDE


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Mas s as 3 ltimas que so de rdio, pelo

que a primeira, a frequncia fique muitomenor do que as outras, filtrada no

amplificador, no sendo depois transmitida

antena do emissor de rdio.



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O sinal a transmitir pela antena do emissor, tem que

ter uma largura de banda, que inclua todas asfrequncias. O intervalo ocupado pela emisso designada por canal e onde :

largura do canal = 2 x frequncia mxima audvel

iMODULAO DE AMPLITUDE


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As transmisses de rdio esto regulamentadas

a nvel mundial. A banda designada porondamdia distribui-se entre 500 kHz e 1,6 MHz

podendo cada estao utilizar uma largura de

banda de 10 kHz.

SINAIS: DIGITAIS ANALGICOS i


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SINAIS: DIGITAIS-ANALGICOS sair

A utilizao da informao sob a forma de

sinais digitais tem vantagens em relao aossinais analgicos. Pode ser tratada pormicroprocessadores e possvel eliminar-lhes

o rudo quando transmitido para destinoslongnquos e conseguircopi-los milhares devezes, mantendotodas as caractersticas dosinal original.



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SINAIS: DIGITAIS-ANALGICOS

Porm, os sons que emitimos tm

natureza analgica e os nossosouvidos tm tambm que receber os

sons sob essa forma.

SINAIS DIGITAIS sair


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SINAIS DIGITAIS sair

Os sinais digitais soconstitudos apenas pordois

dgitos, 0 e 1, que podemcorresponder, por exemplo stenses 0 e 5V.



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O cdigo binrio que hojese utiliza baseado emapenas dois dgitos, 0 e 1(no cdigo decimal

utilizam-se dez dgitos quevo de 0 a 9).

A tabela mostra os binrios

que so equivalentes aosnmeros decimais de 0 a15.




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Por exemplo ao nmero 15corresponde o binrio1111, que pode sertransmitido enviando 4impulsos seguidos deligado. Os sinais digitaisso constitudos por

palavras de 4 bit ou porpotncias de 2: 8 bit, 16bit, 32 bit, etc..




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n bits = 2n valores

4 bits representa 16valores (estados de

quantizao)




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Para os sinais analgicos beneficiarem da tecnologia

digital, tm que serconvertidos, primeiro deanalgico para digital e depois na chegada, de digitalpara analgico. Isto feito utilizando processadores

chamados conversores.

CONVERSO DE ANALGICO PARA DIGITAL sair


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CONVERSO DE ANALGICO PARA DIGITAL

CONVERSO DE DIGITAL sair


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CONVERSO DE DIGITALPARA ANALGICO

MODOS DE PROPAGAO DAS ONDAS sair


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MODOS DE PROPAGAO DAS ONDASDE RDIO

As ondas de rdio de baixa frequncia

propagam-se junto superfcie da Terra. Asemisses em onda mdia podem ser recebidaspor receptores que se encontram a 200 km de

distncia.



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Ondas de frequncia superiora 2 MHz

experimentam grande atenuaocom adistncia quando se propagam superfcie

da Terra.



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Se quisermos utilizar ondas com frequnciacompreendida entre 2 MHz e 20 MHz, temos

que aproveitar o facto de estas ondas seremreflectidas pela Ionosfera (camadaatmosfrica rica em ies e que se situa entre

40 km e 300 km de altitude).

ONDAS DE RDIO E TV sair


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ONDAS DE RDIO E TV

a) As ondas de rdio e TV, para seremtransmitidas a grande distncias, necessitam deestaes repetidoras.

b) As ondas de rdio e TV podem ser transmitidas

de um continente para outro mediante satlites.

a) b)

PROPAGAO DAS ONDAS DE RDIO sair


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PROPAGAO DAS ONDAS DE RDIO

Os 3 modos de propagao das ondas de rdio.a - propagao superfial;b - reflexo na ionosfera;c - o receptor tem que ver o emissor.

ENERGIA DE UMA ONDA sair


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ENERGIA DE UMA ONDA

Onda que atinge afronteira de dois meiosnas quais asvelocidades de anda

so diferentes. Parteda onda reflectida eparte transmitida. A

mudana de direcodo raio transmitido areflexo.

ENERGIA DE UMA ONDA sair


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ENERGIA DE UMA ONDA

Coeficiente de absoro: a sair


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Coeficiente de absoro: a

Energia Absorvidaa = Energia Incidente

sair


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REFLEXO sair


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REFLEXO

Reflexo: uma onda reflectida se, aoencontrar outro meio, for devolvida para oprimeiro meio;

TRANSMISSO sair


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TRANSMISSO

Transmisso: uma onda transmitida se,ao encontrar outro meio, continuar apropagar-se nesse novo meio.

REFLEXO ESPECULAR DA LUZ sair


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O S CU U

Se a luz incidir na superfcie de ummaterial muito polido (espelho), ocorre a

chamada reflexo especular da luz.

DIFUSO DA LUZ sair


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DIFUSO DA LUZ

Se o feixe de luz incidir numa superfcieirregular, acontece reflexo difusa oudifuso. A luz reflectida em todas asdireces. o que acontece nassuperfcies vulgares: paredes, madeira,etc.

LEIS DA REFLEXO DA LUZ sair


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LEIS DA REFLEXO DA LUZ

1 Lei da Reflexo: a direco do raioincidente da normal superfcie deseparao e o raio reflectido esto todoscontidos no mesmo plano.

LEIS DA REFLEXO DA LUZ sair


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2 Lei da Reflexo: o ngulo de incidncia i igual ao ngulo de reflexo r.

LEIS DA REFLEXO DA LUZ

REFLEXO/DIFUSO sair


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REFLEXO/DIFUSO

As reflexes especular e difusa

ocorrem simultaneamente,predominando uma ou outra consoante

o polimento das superfcies.

REFLEXO/DIFUSO sair


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REFLEXO/DIFUSO

Quando a reflexo especularpredomina sobre a reflexo difusa, a

onda reflectida (luz ou som) tem maiorintensidade pois o espalhamento das

ondas menor.

MEIOS OPACOS sair


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MEIOS OPACOS

Os meios opacos no transmitemluz porque a absorvem.

MEIOS TRANSPARENTES sair


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MEIOS TRANSPARENTES

Os meios transparentes absorvem

pouco a luz LEI DE SNELL DA REFRACO sair


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LEI DE SNELL DA REFRACO sair


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Um raio , ao mesmo tempo, refractado ereflectido quando incide na superfcie deseparao de dois meios transparentes.

LEIS DA REFRACO sair


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1 lei da refraco: O raio incidente (i) numasuperfcie de separao de dois meios pticos,

a normal superfcie no ponto de incidncia(n) e o raio refractado (R) esto no mesmo

plano.

NDICE DE REFRACO sair


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As ondas luminosas propagam-se menosrapidamente no vidro que no ar. Depois de a

onda entrar no vidro a velocidade diminui.



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A refraco est relacionadacom a velocidade da luz nosmateriais.



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Para caracterizar o grau de refraco de cadamaterial utiliza-se o ndice de refraco n, quepode ser definido como:

Velocidade da luz no vazio cn = = Velocidade da luz no material v



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NDICE DE REFRACO

O ndice de refraco de

uma substncia umapropriedade que pode serutilizada para a identificar,

da mesma maneira que seutiliza o ponto de fusoou o ponto de ebulio.



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2 lei da refraco ou lei de Snell-

Descartes: O ngulo de incidncia, , e ongulo de refraco, , relacionam-se pelaexpresso :



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n2

v1=

n1 v2

REFLEXO TOTAL DA LUZ sair


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Quando a luz passa de um meio maisrefringente(maior ndice de refraco) para outro menosrefringente (menor ndice de refraco), o raio

refractado para um dado raio incidente podeinclinar-se mais do que 90, ou seja, no passa

para o outro meio, o que corresponde reflexototal da luz.

REFLEXO TOTAL DA LUZ sair


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A reflexo total s ocorre se a luz provierdeum meio mais refringente.

NGULO CRTICO sair


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O ngulo de incidncia para o qual o de

refraco 90 chama-se ngulo crtico.Nesta situao o raio refractado segue asuperfcie de separao entre os dois

meios.

NGULO CRTICO sair


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sin i n2= sin r n1

NGULO CRTICO sair


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(n2) (v1)

crtico = arcsin = arcsin (n1) (v2)

DISPERSO DA LUZ BRANCA sair


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Newton e o prisma (1669)

DISPERSO DA LUZ BRANCA sair


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A DIFRACO sair


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Quando as ondas passam por uma aberturaque bastante maior do que o c.d.o., asondas continuam a propagar-se mais oumenos com as mesmas caractersticas,

apenas com um ligeiro encurvamento nosbordos (fig. I).

A DIFRACO sair


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Se a abertura for da ordem de grandeza doc.d.o., formam-se ondas circulares a partir da

abertura (fig II).

A DIFRACO sair


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Uma onda pode contornar obstculos ouorifcios se as dimenses destes forem da

grandeza do comprimento de onda.

A DIFRACO sair


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Como o c.d.o. da luz visivel estcompreendido entre 400 nm e 750 nm, a

difraco s se torna bvia se as dimensesdos objectos e dos orifcios forem dessa

ordem de grandeza.

FENMENOS ONDULATRIOS sair


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Todas as ondas podem sofrer fenmenosde reflexo, absoro, refraco,

reflexo total e difraco.

FIBRAS PTICAS


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As fibras pticas so finssimas econstitudas de vidro transparente com

um elevadograu de pureza.sair

sair

FIBRAS PTICAS


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Um dos suportes mais eficientes natransmisso de informao a longas

distncias constitudo pelas fibras pticas.O principio de funcionamento das fibraspticas baseia-se na reflexo total da luz.

FIBRAS PTICAS

sair

FIBRAS PTICASsair


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FIBRAS PTICAS

Um vidro de janela, fabricadocom esse tipo de vidro, poderiater at 1 km de espessura e serperfeitamente transparente.

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FIBRAS PTICAS


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A interface ncleo - revestimentofunciona como um espelho,

reflectindo a luz continuamente.

FIBRAS PTICAS

sair

FIBRAS PTICAS


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A luz penetra numa das extremidades

da fibra, passa por dentro dela e atingea outra extremidade, mesmo que a

fibra forme curvas.

FIBRAS PTICAS

sair

FIBRAS PTICAS


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Independentemente da distncia, as

fibras pticas levam informaes deuma parte a outra quase

instantaneamente, velocidade da luz.

S C S

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