Ondulatória

Para entender como são transmitidas e recebidas as ondas de rádio, temos que entender um pouco de ondulatória. Então vamos a uma introdução.

Todas as ondas possuem certas propriedades.

• Comprimento de onda: A distância entre qualquer ponto de uma onda e o ponto equivalente na próxima fase. Literalmente, o comprimento da onda.
• Amplitude: É a “altura” da onda, é a distância entre o eixo da onda até a crista. Quanto maior for a amplitude, maior será a quantidade de energia transportada.
• Frequência: É a medida de quantos ciclos pode acontecer em um determinado período de tempo – ciclos por segundo. Se um motor está funcionando, assim que ele completa 50 voltas em um segundo, eu diria que ele tem uma frequência de 50 Hertz.
• Hertz (abrenunciação- Hz) é a unidade de frequência, e significa apenas quantos ciclos por segundo. Exemplo: quando dois comprimentos de onda passarem pelo mesmo ponto em um segundo, dizemos que a onda oscilou duas vezes em um segundo, portanto a frequência dela é de 2 Hz.
• Período: período de uma onda é o tempo que se demora para que uma onda seja criada, ou seja, para que um comprimento de onda, ou um l, seja criado. O período é representado pela letra T.

A relação entre frequência e período, que é muito importante em ondulatória, é dada pela expressão abaixo.
f = 1/T
v = l.f
v = velocidade de propagação da onda
l = comprimento de onda
f = frequência
T = período
NOTA: A onda não transporta matéria. A onda transporta energia…

O espectro eletromagnético (EM) é apenas um nome que os cientistas dão a vários  tipos de radiação quando querem falar sobre elas como um grupo. Radiação é energia que viaja e se espalha pelo espaço. A luz visível que vem de uma lâmpada em sua casa e as ondas de rádio que vêm de uma estação de rádio são dois tipos de radiação eletromagnética. Outros exemplos de radiação EM são microondas , infravermelho e ultravioleta luz, raios-X e raios gama .

Tipos de radiação no espectro EM, em ordem de menor energia para o maior:
Rádio - é o tipo de energia que emitem estações de rádio e TV, tais como estrelas e gases no espaço sideral.
Microondas -  elas  esquentam seu alimento em apenas alguns minutos. As microondas são usados por astrônomos para aprender sobre a estrutura de galáxias próximas, e nossa própria Via Láctea.
Infravermelho - nossa pele emite luz infravermelha, é por isso que pode ser visto no escuro por alguém usando óculos de visão noturna. Alguns objetos no espaço emitem IR.
Luz visível - esta é a parte que os nossos olhos veem. Radiação visível é emitida por tudo, de vaga-lumes para lâmpadas às estrelas também por partículas batendo outras partículas.
Ultravioleta - o Sol é uma fonte de radiação ultravioleta (ou UV), porque são os raios UV que causam queimaduras em nossa pele. Estrelas e outros objetos "quente" no espaço emitem radiação UV.
Raios-X - na medicina é usado para olhar os seus ossos. Gases quentes no Universo também emitem raios-X.
Raios-gama - Materiais Radioativos (algumas naturais e outras feitas pelo homem como em usinas de energia nuclear) pode emitir raios-gama. Aceleradores de partículas  que os cientistas usam para ajudá-los a compreender a física de partículas, geram raios-gama. Mas o maior gerador de raios-gama de todos, é o Universo.

Mas o que nos interessa nesse momento são as ondas de rádio...
Ondas de rádio são produzidas por fontes de rádio frequência e dependendo do comprimento de onda elas também são emitidos por estrelas, faíscas e relâmpagos, é por isso que você ouve no seu rádio interferência causadas por uma tempestade.
A rádio frequência (RF) refere-se a ondas eletromagnéticas que têm um comprimento de onda adequado para uso em comunicações de rádio. Ondas de rádio são classificados por suas frequências, que são expressos em kilohertz, Megahertz, ou Gigahertz. Frequência de rádio variam de muito baixa frequência (VLF), que tem uma faixa de 10 a 30 kHz, a frequência extremamente elevada (EHF), na faixa de 30 a 300 GHz.

Lembrando que:
Ondas mecânicas - São aquelas originadas pela deformação de uma região de um meio elástico e que, para se propagarem, necessitam de um meio material. Ex: onda na superfície da água, ondas sonoras, ondas numa corda tensa, ondas sísmicas, etc. As ondas mecânicas não se propagam no vácuo.
Ondas eletromagnéticas - São aquelas originadas por cargas elétricas oscilantes. Ex: ondas de rádio, ondas de raios X, ondas luminosas, etc. As ondas eletromagnéticas propagam-se no vácuo.

O Efeito Doppler

O Universo em que vivemos está expandindo. Sabemos disso porque vemos galáxias e grupos de galáxias se afastando progressivamente no universo. Esta expansão tem ocorrido desde que o universo foi formado há 14 bilhões de anos em um evento muito quente, denso conhecido como o Big Bang.
O espaço e o tempo foram criados no Big Bang. No início do universo, o espaço foi totalmente preenchido com a matéria. A matéria era originalmente muito quente e muito densa e então se expandiu e esfriou para eventualmente produzir as estrelas e galáxias que vemos hoje no universo.
Não se sabe o que existia antes do Big Bang. Esta questão é difícil de responder. Algumas teorias sugerem que nosso universo é parte de uma infinidade de universos (chamados de um multiverso), que estão sendo continuamente criados. Isto é possível mas muito difícil de provar.

Como sabemos que as galáxias estão se afastando ?
Vejamos um exemplo: Você já ouviu o apito de um trem em movimento, o que a acontece quando esse trem se distancia mais de você ? O som do apito parece diferente embora não seja diferente, é o mesmo som. É uma consequência do Efeito Doppler . Quando o trem se afasta do ouvinte, as cristas das ondas sonoras são “esticadas” ou deslocadas, resultando em um tom mais baixo. Quanto mais rápido o trem se afasta, mais esticado as ondas se tornam. O mesmo vale para qualquer objeto emissor de onda, quer se trate de ondas sonoras, ondas de luz ou ondas de rádio.Por outro lado, o comprimento de onda de objetos que estão se aproximando de nós são mais curtos do que aqueles emitidos por um objeto em repouso.

Átomos emitem ou absorvem a luz em comprimentos de onda característicos: hidrogênio, hélio, e todos os outros elementos atômicos têm seus próprios espectro ou assinatura. Na primeira metade deste século, Vesto Slipher estava estudando os espectros de luz emitida a partir de galáxias próximas. Ele notou que a luz vinda de muitas galáxias eram deslocadas para o comprimento de onda vermelho, isto é, no final do espectro. A interpretação mais simples desta “mudança” foi que as galáxias estavam se afastando de nós, como no Efeito Doppler .

Se medirmos a mudança do espectro de uma estrela, sabemos que se aproximam ou se afastam de nós. Mas esta mudança é para o vermelho, indicando que o foco da radiação ta indo embora. Isso é interpretado como uma confirmação da expansão do universo.
No começo parece que as galáxias estão se afastando da Via Láctea em todas as direções, dando a impressão de que nossa galáxia é o centro do universo.

Este efeito é devido à forma como o Universo se expande. É como se a Via Láctea e outras galáxias estivessem localizados em pontos na superfície de um balão. Inflando o balão todos os pontos se distanciariam de nós. Se mudarmos a nossa posição em qualquer um dos outros pontos e realizássemos a mesma operação, observaríamos a mesma coisa.
Lembrando que o efeito Doppler também pode ser aplicado à Luz, portando é só transportar a ideia das ondas sonoras para as ondas eletromagnéticas…
Assista ao vídeo: