sábado, 22 de junho de 2013

Ondas eletromagnéticas e meios de comunicação
Diferencie os tipos de ondas eletromagnéticas e mostre aos estudantes como elas estão por trás do funcionamento de dispositivos de comunicação que estão presentes em nosso dia a dia, como os celulares

Menino utiliza um telefone com fio. Ele ouve através do brinquedo porque o som é uma onda mecânica, isto é, precisa de um meio para se propagar.  

Objetivos
- Compreender funciona a transmissão via onda eletromagnética
- Entender conceitos de ondas
- Realizar experimentos demonstrativos

Conteúdos 
- Ondas: abordagem da natureza, tipos e propagação
- Acústica: transmissão do som através de meios materiais

Tempo estimado                                  Uma aula

Anos                                                        Ensino Médio 


Materiais necessários 
- Cópias da reportagem da revista "O computador diante do olho" (Veja, 2325, 12 de junho de 2013) 
- Copos plásticos descartáveis (pelo menos 2)
- Linha de pipa ou com resistência parecida (2m a 5m)
- Palitos de dente

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Desenvolvimento 
1ª etapa 
Pergunte aos adolescentes quem tem celulares conectados à internet. Pode ser que na sala existam muitos exemplares, de diversas marcas. Aproveite e questione: quais funções os celulares têm? Escreva na lousa a enxurrada de respostas que terá. Talvez você tenha como respostas: relógio, alarme, agenda de contatos, agenda de tarefas, calculadora, jogos, sons polifônicos, gravador de som, câmera fotográfica, câmera filmadora, rádio, TV, acesso à internet, editor de texto, editores multimídias, GPS, controlador financeiro, vídeo-chamada, lanterna, mapas, guias diversos, tradutor, dicionário e muitos outros. 
Aproveite para discutir com os adolescentes as gigantes tecnológicas que estão por trás de tanta inovação e ditam a nova ordem tecnológica. Neste momento distribua cópias da reportagem "O computador diante do olho" (Veja, 2325, 12 de junho de 2013). 
Pergunte então aos alunos como o Google Glass, que tem a pretensão de ser tão popular como os celulares, funciona? Como eles imaginam que o aparelho consegue transmitir informações, mensagens e até vídeos? Como o próprio texto relata, a funcionalidade do mais novo dispositivo está fundamentado nos esquemas dos smartfones (conexão 3G e 4G). A evolução maior é a projeção das imagens direto na retina, através do prisma fixado na armação dos óculos. 

2ª etapa 
Antes de explicar a transmissão de dados via onda eletromagnética, proponha uma experiência que servirá de base para os conceitos de ondas envolvidos. Com os copos plásticos, a linha e os palitos, faça um brinquedo chamado telefone com fio. Essa é uma brincadeira antiga e divertida. Talvez alguns alunos conheçam. Faça um pequeno furo na traseira de cada copo, o suficiente para passar a linha. Amarre um pedaço de palito de dente na linha para que ela fique presa no copo e não se solte. Veja as imagens abaixo. Elas ajudam a entender como confeccionar um telefone com fio:

Feito o processo em ambos os copos, é hora de testar. Estique a linha para propagar as ondas sonoras e peça que os alunos testem o equipamento. Enquanto um fala direcionado a um dos copos, o outro posiciona o copo no ouvido. A onda sonora vibra o copo que, por sua vez, vibra a linha. Pelo fato da onda sonora ser mecânica, a linha propaga o som através da vibração de suas moléculas, levando a onda para o outro copo que funcionará como uma espécie de alto-falante. Desse modo os alunos veem na prática o processo de transmissão de dados através das ondas. 

3ª etapa 
Uma onda pode ser compreendida como perturbação que se propaga transportando energia. De acordo com a natureza podemos diferenciar dois tipos básicos: as mecânicas e as eletromagnéticas. Conforme vimos, o telefone com fio usa ondas mecânicas para funcionar. Já os meios de comunicação, seja rádio, TV ou celular, usam as ondas de natureza eletromagnéticas. Esse tipo de onda diferencia-se da onda mecânica por não necessitar de meio material para se propagar e por ter velocidade altíssima (da ordem de 300.000 km/s , algo como dar 7,5 voltas na Terra em apenas um segundo). 
As ondas eletromagnéticas sofrem menos atenuação que ondas mecânicas e são largamente usadas na telecomunicação. A transmissão de dados segue como no telefone com fio através da propagação das ondas, vinculando pacotes de informações como se fosse uma espécie de código Morse. Só que a linguagem em que ele se baseia é específica e varia de acordo com a frequência. Claro que o emissor de ondas e o receptor não se assemelham com os copos de plásticos. Essa tecnologia exige um pouco mais de recursos eletrônicos para ser produzida e interpretada. 

4ª etapa 
Aproveite  para relatar aos alunos uma breve história da evolução das ondas eletromagnéticas e seu largo uso. Todo esse avanço que desfrutamos hoje no universo da telecomunicação em massa teve inicio com dois cientistas: James Clerk Maxwell e Heinrich Rudolf Hertz que idealizaram as primeiras descobertas em ondas eletromagnéticas, em meados do século 19. 
Contudo o grande salto foi dado por Roberto Landell de Moura, padre brasileiro inventor do rádio. Por questões de patentes, falta de apoio e principalmente de reconhecimento ele foi esquecido pela história e hoje não é reverenciado pela sua importante contribuição. Data-se de 1894 a primeira transmissão de voz promovida por Landell em uma base na Avenida Paulista, recebida por um outro dispositivo a 8km no Alto de Santana. Como não foi assistida por nenhum jornalista e o padre não havia patenteado seu invento, em 1896 o italiano Guglielmo Marconi apresentava ao mundo seu rádio, que transmitia apenas sinais telegráficos e assim o patenteou. 
O rádio foi o primeiro difusor de informações de massa a atingir grande parte da população. A partir dele ocorreu a evolução das grandes redes de telecomunicação baseada em ondas de rádio (nome comum para classificar ondas eletromagnéticas). Todos os dispositivos que estão conectados ou podem se comunicar com algum outro aparelho sem que haja um elemento ligante (fio) entre eles, usam ondas eletromagnéticas. O rádio, TV, Wi-Fi, bluetooth, celular são exemplos de tecnologias que usam as frequências diversas das ondas de rádio. Se desejar estender um pouco a aula, utilize um computador e um projetor de imagens para mostrar a missão do robô Curiosity da NASA que está numa missão em Marte. A transmissão de dados entre a base aqui na Terra e o robô em Marte ocorre via onda de rádio e viaja milhões de quilômetros até chegar ao seu destino. Veja mais informações neste link. 

Avaliação 
Retome os objetivos propostos no plano de aula e verifique se a turma entendeu a evolução da transmissão via onda eletromagnética. Por ser apenas uma aula, a participação do aluno será um elemento essencial para compor sua avaliação. Outra atividade possível é propor um trabalho baseado em pesquisa que mostre outros diversos usos da onda eletromagnética em outras áreas como na medicina, por exemplo.

 Ilton Miyazato
Professor de física do Colégio Exatus, em São Paulo (SP).


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