O que são ondas de rádio?
As ondas de rádio são uma forma invisível de radiação eletromagnética (EMR) que varia em comprimento de onda de cerca de 0,04 polegadas (um milímetro) a mais de 62.000 milhas (100.000 km), tornando-a uma das faixas mais amplas do espectro eletromagnético. "Rádio" é um termo abrangente que descreve todas as formas de EMR com comprimento de onda maior que 0,04 polegadas (um milímetro) e frequência abaixo de 300 GHz. É gerado pelo movimento da carga elétrica, que pode resultar de uma corrente elétrica ou do movimento aleatório de átomos e moléculas. Essa forma de EMR é crucial para as comunicações humanas e é usada para televisão, rádio e telefones celulares, além de radar e astronomia.
Como as ondas de rádio são produzidas
Toda radiação eletromagnética pode ser considerada como ondas que ondulam através de um campo eletromagnético, como ondulações em uma lagoa. Eles são produzidos quando uma partícula eletricamente carregada, geralmente um elétron, muda sua velocidade ou direção do movimento. Isso pode acontecer de várias maneiras, como aquecimento de átomos e moléculas, e mudanças nos níveis de energia dos elétrons; as ondas geradas pelos transmissores de rádio resultam do fluxo de corrente elétrica. A frequência e o comprimento de onda dependem da quantidade de energia envolvida, com frequências mais altas e comprimentos de onda mais curtos indicando energias mais altas. Se a mudança de energia for relativamente pequena, poderão ser produzidas ondas de rádio.
Usos
O uso mais conhecido das ondas de rádio é enviar imagens, áudio e texto na forma de sinais - o longo comprimento de onda do rádio permite contornar obstáculos e percorrer longas distâncias, ao contrário da luz visível e outras radiações de frequência mais alta. Ondas de rádio com comprimento de onda inferior a 10 metros são absorvidas pela atmosfera. Ondas mais longas oscilam entre a ionosfera e o solo, tornando o rádio ideal para transmitir no horizonte. As frequências mais baixas são usadas para comunicação com submarinos, devido à sua baixa energia - para discrição - e alto poder de penetração. Essas frequências mais baixas podem ser consideradas como tendo mais "graves", o que significa que penetram ainda mais, especialmente em mídias espessas, como a água.
Para enviar informações por ondas de rádio, elas precisam ser codificadas de alguma forma. Existem dois métodos principais, conhecidos como modulação de amplitude (AM) e modulação de frequência (FM). Em AM, a informação é codificada variando a amplitude ou altura das ondas, enquanto o método FM envolve o uso de alterações na frequência para transportar dados. Os padrões de diferentes amplitudes ou frequências são decodificados onde são recebidos para reproduzir a informação original, que pode ser imagens, sons ou texto. Dessa maneira, informações complexas podem ser transmitidas a longas distâncias de forma barata.
A radioastronomia é uma ferramenta vital para a compreensão do universo. Devido à existência de nuvens de gás e poeira nas galáxias, há um limite para a quantidade de informações que podem ser obtidas usando luz visível ou frequências mais altas de EMR. As ondas de rádio, no entanto, podem passar por esses obstáculos, e muito do que foi aprendido sobre o interior das galáxias veio da análise de fontes naturais de rádio. Os astrônomos também foram capazes de detectar a radiação do próprio big bang, que, devido à expansão do universo, foi estendida de suas altas frequências iniciais para a faixa de microondas - conhecida como radiação cósmica de fundo (CMB). )
Efeitos na saúde
Preocupações foram levantadas sobre os possíveis efeitos sobre a saúde da exposição a ondas de rádio, particularmente aquelas na faixa de microondas, usadas por telefones celulares e radares. Quando a radiação de radiofrequência é absorvida pelo tecido, pode causar aquecimento. Pensa-se que a exposição normal não cause problemas, mas estar próximo de um poderoso transmissor de radar pode ser potencialmente perigoso. As lentes do olho são particularmente suscetíveis a danos pelo aquecimento, e a exposição excessiva à radiação de microondas pode levar a cataratas. Também há preocupação com os efeitos a longo prazo do uso frequente de telefones celulares, mas a partir de 2013, os estudos clínicos foram inconclusivos.
História
As ondas de rádio foram previstas pela primeira vez em 1865 por James Clerk Maxwell, que apresentou as equações para o eletromagnetismo, mais tarde conhecidas como equações de Maxwell. Enquanto trabalhava na relação entre eletromagnetismo e luz, ele percebeu que outras formas de radiação eletromagnética, com comprimentos de onda acima e abaixo da faixa visível, eram possíveis. A existência da radiação de menor comprimento de onda foi demonstrada experimentalmente 22 anos depois, em 1887, quando Heinrich Hertz gerou ondas de rádio em seu laboratório. Dentro de algumas décadas, eles foram amplamente utilizados para transmitir informações. Guglielmo Marconi e Nikola Tesla são os primeiros pioneiros na área de rádio, mas Marconi patenteou o primeiro sistema de telegrafia sem fio em 1896.