Ondas electromagnéticas

As ondas eletromagnéticas são uma combinação de um campo

elétrico e de um campo magnético que se propagam

simultaneamente através do espaço transportando energia. A luz

visível cobre apenas uma pequena parte do espectro de radiação

eletromagnética possível. O conceito de ondas eletromagnéticas foi

postulado por James Clerk Maxwell e confirmado experimentalmente

por Heinrich Hertz. Uma de suas principais aplicações é a

radiotransmissão.

A radiação eletromagnética são ondas que se auto-propagam pelo espaço, algumas das quais são percebidas pelo olho humano como luz. A radiação eletromagnética compõe-se de um campo elétrico e um magnético, que oscilam perpendicularmente um ao outro e à direção da propagação de energia. A radiação eletromagnética é classificada de acordo com a freqüência da onda, que em ordem crescente da duração da onda são: ondas de rádios, microondas, radiação terahertz (Raios T), radiação infravermelha, luz visível,

radiação ultravioleta, Raios-X e Radiação Gama.

Os campos eléctrico e magnético obedecem aos princípios da superposição, sendo assim, seus vectores se cruzam e criam os

fenómenos da refracção e da difracção. Uma onda electromagnética pode interagir com a matéria e, em particular, perturbar átomos e moléculas que as absorvem, podendo os mesmos emitir ondas em

outra parte do espectro.

Modelo de ondaUm importante aspecto da natureza da luz é a frequência. A

frequência de uma onda é sua taxa de oscilação e é medida em hertz, a unidade SI (Sistema Internacional) de frequência, onde um hertz é

igual a uma oscilação por segundo. A Luz normalmente tem um espectro de frequências que somados juntos formam a onda

resultante. Diferentes frequências formam diferentes ângulos de refração. Uma onda consiste nos sucessivos baixos e altos e a

distância entre dois pontos altos ou baixos é chamado de comprimento de onda. Ondas electromagnéticas variam de acordo com o tamanho, de ondas de tamanhos de prédios a ondas gama pequenas menores que um núcleo de um átomo. A frequência é

inversamente proporcional ao comprimento da onda, de acordo com a equação:

onde v é a velocidade da onda, f é a frequência e λ (lambda) é o comprimento da onda. Na passagem de um meio material para o outro, a velocidade da onda muda mas a frequência permanece constante. A interferência acontece quando duas ou mais ondas

resultam em um novo padrão de ondas. Se os campos tiverem os componentes nas mesmas direcções, uma onda “coopera” com a outra, porém se estiverem em posições opostas há uma grande

interferência.Modelo de partículas

Um feixe luminoso é composto por pacotes discretos de energia, caracterizados por serem consistidos em partículas denominadas

fótons. A frequência da onda é proporcional à magnitude da energia da partícula. Como os fótons são emitidos e absorvidos por partículas, eles actuam como transportadores de energia. A energia contida em

um fóton é calculada pelo equação de Planck:

onde E é a energia, h é a constante de Planck, e f é a frequência. Se um fóton for absorvido por um átomo, ele excita um elétron,

elevando-o a um alto nível de energia. Se o nível de energia é suficiente, ele pula para outro nível maior de energia, ele pode escapar da atração do núcleo e ser liberado em um processo

conhecido como fotoionização. Um elétron que descer ao nível de

energia menor emite um fóton de luz igual a diferença de energia, como os níveis de energia em um átomo são discretos, cada

elemento tem suas próprias características de emissão e absorção.

Espectro Eletromagnético

Espectro Eletromagnético é classificado normalmente pelo comprimento da onda, como as ondas de rádio, as microondas, a

radiação infravermelha, a luz visível, os raios ultravioleta, os raios X, até a radiação gama. O comportamento da onda eletromagnética

depende do seu comprimento de onda. Freqüências altas são curtas, e freqüências baixas são longas. Quando uma onda interage com uma única partícula ou molécula, seu comportamento depende da

quantidade de fótons por ela carregada. Através da técnica denominada Espectroscopia óptica, é possível obter-se informações

sobre uma faixa visível mais larga do que a visão normal. Um laboratório comum possui um espectroscópio pode detectar

comprimentos de onde de 2nm a 2500nm. Essas informações detalhadas podem informar propriedades físicas dos objetos, gases e

até mesmo estrelas. Por exemplo, um átomo de hidrogênio emite ondas em comprimentos de 21,12 cm. A luz propriamente dita

corresponde à faixa que é detectada pelo olho humano, entre 400nm a 700nm (um nanômetro vale 1,0×10−9 metros). As ondas de rádio

são formadas de uma combinação de amplitude, freqüência e fase da onda com a banda da freqüência.

Ondas magnéticas nos rádios

Durante a última metade do século XIX, os cientistas tentaram encontrar a maneira de comunicar sem fio mas a maior parte destas primeiras tentativas feitas com as ondas electromagnéticas só conduziram a resultados desanimadores.

O escocês Clark Maxwell demonstrou matematicamente como

as «acções» electromagnéticas se dispersavam com um movimento

ondulatório.

Em 1887 o alemão Heinrich Hertz utilizando correntes

periódicas com muito altas frequências demonstrou a existência real

das ondas electromagnéticas que transformam o «movimento

ondulatório» num fenómeno estático, o que pode ser facilmente

confirmado em laboratório.

O físico italiano Augusto Righi continuou e aperfeiçoou, em

Bologna os trabalhos de Hertz, demonstrando ainda a completa

relação entre os fenómenos ópticos e de vibração eléctrica.

Em 1884 Temistocle Calzecchi-Onesti, professor no liceu de

Fermo, reparou na influencia das descargas eléctricas resultantes de

perturbações atmosféricas num arame de ferro, construindo o famoso

«tubo» que foi baptizado pelo físico inglês Oliver Lodge em 1894

como o «coesor». O mesmo Lodge, com o coesor aperfeiçoado pelo

francês Branly em experimentações em Cambridge, conseguiu

melhorar notavelmente o ganho de recepção das ondas hertzianas.

Finalmente em Kronstadt o russo Popov utilizando o coesor de Lodge

como receptor de distúrbios atmosféricos captados por uma antena

rudimentar: uma vara vertical de metal.

Estas foram as conquistas científicas que conduziram à

compreensão da relação entre luz e a «acção» electromagnética, que

levou Gulielmo Marconi a sua maravilhosa descoberta, produzindo um

aparelho capaz de fazer as ondas electromagnéticas viajarem no ar,

confinadas num meio condutor como a ionosfera e a superfície

terrestre, preservando suas características.

 

GUGLIELMO MARCONI nasceu em Bolonha numa data fácil de fixar para nós portugueses: 25 de Abril de 74. (Só por dizer que exactamente um século antes da nossa «revolução dos Cravos»). Mal sabiam que nesta altura nasceria também o principal protagonista de uma revolução que mudou o mundo - as telecomunicações.

Indivíduo autodidacta, com apenas dezoito anos de idade sentiu

crescer no seu âmago uma vocação irresistível  por física e

electricidade. Aluno em Livorno dos professores Vencenzo Rosa e

Giorro Bizzarrini, adquiriu uma maneira científica rigorosa de

pensamento num momento crucial para o rumo dos seus estudos. Ele

conhecia bem as ideias e teorias de Maxwell, as experiências de

Hertz, Righi, Calzecchi-Onesti, Branly.

1894, Biella (nos arredores de Turin) o jovem Gulielmo pode meditar sobre as experiências de Hertz, e teve a ideia de utilizar as ondas hertzianas para comunicar. Foi esta a sua fantástica intuição, até então jamais concebida. Transformou seu celeiro num laboratório. Os primeiros fracos sinais apenas alcançavam umas poucas centenas de metros: desde a janela do celeiro até ao monte onde acabava o seu jardim e estava instalado o receptor, os três pontos que constituem a letra «S» viajou o espaço alcançando o seu destino e onde o seu auxiliar acenava um lenço a confirmar a recepção bem sucedida. Mas Marconi desejava ultrapassar obstáculos do terreno fazendo a ligação entre dois pontos reciprocamente invisíveis (fora da linha de vista). Levou o receptor para o outro lado do monte, onde Mignani com a sua espingarda aguardou o sonorizador soar três vezes. Desde o celeiro Marconi carregou três vezes a chave do transmissor e ouviu a resposta de um tiro de espingarda: as ondas electromagnéticas ultrapassaram um obstáculo, as comunicações rádio tornaram-se agora possíveis. Era o mês de Abril de 1895. Para estas experiências Marconi usou o oscilador de Hertz e Righi, mas as ondas eram demasiado fracas para ir muito longe. Ele ultrapassou esta dificuldade conectando ao oscilador uma antena e um tomada de terra, assim obtendo mais potência.

 Em 1896 aconselharam-no a ir para Londres, onde seria mais

fácil conseguir os apoios necessários para o desenvolvimento da sua descoberta.

A 2 de Fevereiro e 1896 Marconi partiu para Inglaterra onde com a ajuda do engenheiro David Jameson . A 27 de Julho concretizou sua primeira experiência oficial desde o terraço da agência de correios. Outras transmissões com sucesso foram obtidas através do canal de Bristol, entre Penath e Weston. Em 1897 Marconi fundou a primeira organização  para o desenvolvimento comercial da sua

invenção e em Julho do mesmo ano, convidado pelo governo italiano, voltou a Itália onde realizou uma demonstração em La Spezia uma comunicação entre o arsenal e o navio de guerra San Marino, ultrapassando a distância de 18 Km. De volta à Inglaterra, a 20 de Julho Marconi fundou a WIRELESS TELEGRAPH TRADING SIGNAL CO. LTD. Em Novembro foi construída a primeira estação fixa em Needless na ilha de Wight de onde se estabeleceu o primeiro contacto com a cidade de Bournmouth a 23Km de distância.

 Em Maio de 1898 Marconi construiu o seu primeiro

equipamento com circuitos de sintonia por forma a garantir a independência de comunicações simultâneas entre mais estações (a futura e famosa patente 7777), em Junho do mesmo ano ele levou a cabo o primeiro serviço jornalístico de radiotelegrafia para o jornal

Daily Express durante uma regata do Royal Yacht Club, transmitindo desde a bordo do iate Flying Hontress para a Kingstown que por sua vez encontrava-se ligada por telefone a Dublin. A 26 de agosto pela primeira vez foram enviados sinais de emergência  desde um navio

socorrendo-se da radiotelegrafia; a 3 de Março foi realizado o primeiro resgate possibilitado pelas telecomunicações quando do naufrágio do

navio Mathens. No dia 27 do mesmo mês Marconi conseguiu a conexão telegráfica entre Inglaterra e França, desde Wimereux perto de Boulogne-sur-Mer até South Foureland perto de Dover, cobrindo uma distância de mais de 50 Km. Em Setembro Marconi foi para o

Estados Unidos onde levou a cabo contactos radiotelegráficos entre os Cruzeiros New York e Massachusetts da Marinha norte americana. Neste período aperfeiçoou seus equipamentos afim de suplantar as

distâncias até agora conseguidas, suplantar montanhas e sobretudo a curvatura da terra, que os cientistas da altura consideravam

insuperável. Decorria o ano de 1900 quando a WIRELESS TELEGRAPH TRADING SIGNAL CO. LTD.  o seu nome para MARCONI WIRELESS

TELEGRAPH CO e a 26 de Abril Marconi obteve sua histórica patente n.º 7777 relativa ao seu primeiro equipamento com capacidade de

sintonia. Em outubro ele concluiu a construção da mais potente estação montada até a altura em Poldhu, Cornwall. A 26 de Novembro

de 1901 Marconi, com a ajuda dos seus dois assistentes Paget e Kempt embarcaram em Liverpool e chegaram em Sr. John’s em

Terranova, onde ele construiu outra estação: a 12 de Dezembro pelas 12H30, hora local, Marconi recebeu três fracos sinais correspondentes

a letra S do código Morse. Pela primeira vez no mundo as ondas electromagnéticas atravessaram o oceano.

 A 22 de Fevereiro Marconi embarcou no navio Philadelphia para

América. A este novo dispositivo chamou de Detector Magnético, que foi patenteado em 25 Junho de 1902. utilizou-o pela primeira vez a bordo do navio de guerra italiano Carlo Alberto, posto a sua disposição pelo governo italiano na campanha pela radiotelegrafia desde Nápoles para Kronstadt na Rússia, mantendo sempre contacto com a estação Poldhu.

 

No mês de outubro do mesmo ano o barco alcançou o Canadá em Glace Bay, onde Marconi iniciou as experiências para comunicar

através do oceano, da América para a Europa; a estação Poldhu trabalhou como receptor. Durante um longo lapso de tempo todas as

comunicações foi impossível e desde Poldhu via cabo a única mensagem era a standard, que era «não recebemos nada».

Finalmente a 15 dezembro a mensagem recebida de Poldhu alterou-se «recebemos alguns sinais», até que no dia 18 a recepção se tornou inteligível, e a transmissão tornou-se segura em abas as direcções: a primeira comunicação bilateral transoceânica. Em Setembro de 1903

durante a viagem de navio de Inglaterra para os Estados unidos a bordo do vapor Lucania Marconi estabeleceu a primeira agencia de

imprensa entre Europa e América, iniciando impressões regulares de periódicos a bordo durante a viagem através do oceano.

Em 1904 Marconi construiu o oscilador rotativo, desvendou as propriedades direccionais das antenas horizontais e começou a utilizar a válvula termiónica de Fleming. Em 1905 patenteou sua antena directiva horizontal que permitiu um grande  incremento da intensidade dos sinais recebidos.

 

A 10 de dezembro de 1909 Gulielmo Marconi foi condecorado com o prémio Nobel em Física.

 Em 1912 Marconi inventou uma forma nova de produzir ondas

contínuas, chamado «sistema de centelha múltipla» (multiple sparks system), um inteligente ponto intermédio entre os instrumentos de centelha e os de onda contínua. Em 1914, após o aperfeiçoamento dos instrumentos de radiotelefonia utilizando tríodos - válvulas termiónicas, ele experimentou com sucesso um serviço regular de radiotelefonia; foi o nascimento das emissões radiofónicas. Com o deflagrar da 1º Guerra Mundial ele integrou o exército italiano como oficial. Em Março de 1916, e devido a problemas com a utilização das ondas longas durante operações militares, Marconi idealizou os primeiros rádios em VHF, abrindo ainda mais os horizontes para o desenvolvimento das radiocomunicações. Em 1916 comprou o barco Elettra, que transformou no seu laboratório pessoal, onde se dedicou aos seus estudos e pesquisas. Conhecendo as propriedades peculiares da ondas curtas, em 1922 Marconi recomendou o seu uso em vez das ondas longas, e entre Junho de Julho de 1923 realizou experiências muito importantes entre Poldhu e seu barco Elettra ancorado nas ilhas de Palo Verde (quase 4000Km), a obtenção destes

resultados levou-o a tentar distâncias ainda maiores. Em 1924 Marconi construiu numerosas estações de ondas curtas na faixa de 30 a 60 MHz, para o governo Britânico e em 30 de Maio deste mesmo ano teve lugar as primeiras transmissões regulares da voz humana entre Inglaterra (Poldhu) e Austrália (Sydney).

 A 5 de Outubro o ministro italiano das comunicações autorizou

o inícios das transmissões da Sociedade Radiofónica Italiana. A 15 de Junho desposou a sua segunda esposa, a condessa Maria Cristina Bozzi Scali, e no dia 1 de Janeiro de 1928 foi nomeado presidente do Conselho Nacional de Pesquisas. A 26 de Março de 1930, a partir do seu barco Elletra ancorado no porto de Genova, ele enviou sinais que,

depois de cobrir cerca de 7500Km, ascendeu as luzes de Paços do Conselho de Sydney. A 17 de Setembro foi nomeado presidente da Academia Real Italiana. Devido ao início dos serviços regulares de rádio por todo o mundo, o ar foi progressivamente ficando repleto de sinais; Marconi abriu novos horizontes para o rádio aperfeiçoando os rádio reflectores, que trabalhavam em frequências inferiores a um metro. A 12 de Fevereiro de 1931 Marconi na presença do Papa Pio IX, inaugurou a nova Estação de Rádio do Vaticano, e a 13 de  Setembro do mesmo ano ele acendeu as luzes da estátua do Cristo Redentor no Rio de Janeiro, através de repetidor de Coltrano. Neste período Marconi demonstrou a possibilidade da utilização das microondas comunicando entre Santa Margherita Ligure e Levanto 36 K,. Em 1932 ele construiu uma conexão permanente de radiotelegrafia entre o Vaticano e Castelo Fandolfo (residência de verão do pontífice). Entre os dias 2 a 11 de Agosto deste ano ele fez experiências importantes entre Rocca di Papa e o Elettra até a distância de 224Km (127Km para lá do horizonte óptico) e ente Rocca di Papa e Senapro de Capo em Sardinia, a uma distância de 269Km., utilizando um comprimento de onda de 57cm.

 Em 26 de Julho de 1934, Marconi estabeleceu a conexão

radiotelegráfica entre o Elettra e a rádio baliza em Sestri Levante com o comprimento de onda de 63cm, demonstrando como um navio, em caso de nevoeiro e mesmo em total invisibilidade, conseguiria encontrar a entrada do seu porto. Em Março de 1935 realizou na via

Aurelia experiências que visavam a medida de distâncias, estes ensaios poderão ter contribuído para a futura invenção do radar. Em simultâneo com as microondas ele estudou igualmente a televisão, antevendo o futuro, iniciou a pesquisa sobre o uso terapêutico das ondas rádio (Marconiterapia).

 Seu exemplo, seu precioso trabalho, sua maneira de conduzir e

seu compromisso constituem uma herança e um exemplo que todos nós radioamadores tornamos nossos, e é através do trabalho dos radioamadores que o mundo se enriqueceu de novas descobertas,

conhecimentos, resultados positivos acerca do rádio e em todos estes campos relacionados com o rádio. Um sentimento de admiração e

gratidão por Guglielmo Marconi surge cada vez que ligo o meu rádio e com a simples chave de Morse posso comunicar minhas emoções a outro entusiasta da rádio. Sinto-me orgulhoso como espero que se sintam todos os amadores por fazer parte desta classe de pessoas

que receberam a herança e o património de Guglielmo Marconi. 

As desvantagens das ondas electromagnéticas

A radiação electromagnética é uma forma de energia invisível, que se transmite através de ondas (ondas electromagnéticas).

Somos “obrigados” a conviver com a radiação electromagnética pois ela está presente, desde logo, no sol, fonte natural desta radiação. O desenvolvimento tecnológico trouxe consigo novas e variadas fontes de radiação electromagnética, como por exemplo as linhas de alta

tensão, as antenas de telecomunicações (rádio, televisão,

telemóveis), aparelhos médicos (raios X, radioterapia), os electrodomésticos (micro-ondas, monitores, televisores) e a última

das necessidades, o telemóvel.A questão muitas vezes colocada é se a radiação electromagnética

faz mal à saúde. A resposta é muito difícil ou mesmo impossível, pois depende essencialmente da qualidade e quantidade da exposição, ou seja, andar ao sol não faz mal, mas se ficarmos muitas horas na praia

o resultado mais provável será sofrer queimaduras na pele.Os problemas levantados constantemente pela comunicação social

em relação às antenas dos telemóveis e aos próprios telemóveis, com novos estudos, a maior parte de fraco valor científico, vão contra o

conhecimento actual em relação ao problema.

Alguns exemplos de potência e possível exposição

Forno microondas -1000 Watts

Antenas de telemóveis - 600 Watts

Lâmpada de casa - 60 Watt

Telemóvel - 1 a 2 Watts

Portanto, desde há muito que nos encontramos expostos na nossa vida diária a níveis de radiação electromagnética muito superiores

aos telemóveis e às suas antenas. Relativamente às antenas de telemóveis, apesar da radiação na origem ser de 600 Watts, com uma distância de apenas alguns metros terá uma emissão insignificante, pois a radiação diminui muito com a distância à origem. No caso dos telemóveis, a radiação pode atingir um máximo de dois Watts para o

sistema GSM (2ª geração) e um Watt para o sistema UMTS (3ª geração). Ora, se o nosso microondas emite 1000 Watts (em

condições ideais o aparelho é estanque, e não deixa passar radiação para o exterior), e a antena de transmissão de um qualquer canal

televisivo cerca de 400 000 Watts, estamos perante um falso problema.

A legislação em vigor, tanto a nível nacional como internacional, permite níveis de radiação electromagnética 50 vezes inferiores aos

que comprovadamente provocam lesões no ser humano. Em Portugal, tendo sido controlados todos os locais onde se produzem maiores níveis de radiação electromagnética, nunca foi detectado nenhum que ultrapassa-se o valor máximo admitido (relembrando que este

valor, mesmo assim é 50 vezes abaixo de ser prejudicial para a saúde).

Algumas considerações- Os efeitos para a saúde das radiações electromagnéticas podem ser térmicos (amplamente conhecidos), não térmicos (muitos estudos em

desenvolvimento) e psicológicos (criados pelos meios de comunicação social).

Relativamente ao telemóvel, os efeitos térmicos após utilização muito prolongada, são mais sentidos pelo olho, pois este órgão, por ser

menos irrigado tem maior dificuldade de se adaptar a variações de

temperatura;- O principal risco para a saúde pelo uso dos telemóveis é composto

pelos acidentes de viação para quem os utiliza a conduzir; - Relativamente aos aparelhos auditivos e ao pacemaker, não existe

nenhum problema com o uso dos telemóveis pois trabalham em frequências diferentes;

- Não se recomendam sistemas de protecção para as radiações dos telemóveis pois a radiação final tem de ser sempre a mesma (só

gasta mais bateria e dinheiro na compra da protecção);- A utilização de auricular e a diminuição do tempo de chamada são

formas eficazes de diminuir a radiação;- O uso de telemóveis pelas crianças não é mais nem menos perigoso

do que para os adultos.- A interferência dos telemóveis com outro material médico e com os

aviões está em curso.  nota: não podemos dizer que este aparelho ou o outro são mais

nocivos à saúde, no caso do rádio pode não ser dos mais ofensivos, mas tudo depende da qualidade do material e do organismo das pessoas dos

espaços da energia, etc

Alexandra lopes

. Nesse ano

. Não estavam autorizadas a