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
Leia mais
Desenvolvimento
1ª etapa
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).
Professor de física do Colégio Exatus, em São Paulo (SP).
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