COMUNICAÇÃO DE INFORMAÇÃO A CURTAS DISTÂNCIAS FQA COMUNICAÇÃO DE INFORMAÇÃO A CURTAS DISTÂNCIAS Propagação de um sinal Energia e velocidade de propagação (modelo ondulatório)

Transmissão de sinais Sinal - é qualquer espécie de perturbação que seja utilizada para comunicar ou transmitir uma mensagem ou parte dela.

Transmissão de sinais

Tipos de sinais

Tipos de sinais

Tipos de sinais

Os sinais podem originar ondas que se propagam no espaço e no tempo. Propagação de um sinal Os sinais podem originar ondas que se propagam no espaço e no tempo. A interpretação da propagação de um sinal por meio do modelo ondulatório tem algumas características:

Classificação das ondas

Ondas electromagnéticas As ondas electromagnéticas não necessitam de meio material para se poderem fazer sentir.

Ondas mecânicas As ondas mecânicas necessitam de meio material (ex: sólido, líquido ou gasoso) para se poderem fazer sentir (não se propagam no vazio). Som Ondas sísmicas Ondas do mar

Ondas mecânicas e ondas electromagnéticas

Quanto ao modo de propagação: Ondas Transversais Nas ondas transversais a direcção de propagação de onda é perpendicular à direcção de vibração. Exemplos: ondas em cordas, ondas electromagnéticas.

Quanto ao modo de propagação: Ondas Longitudinais Nas ondas longitudinais a direcção de propagação de onda é a mesma que a da vibração. Exemplo: ondas sonoras.

Características das ondas Qualquer que seja a natureza das ondas, estas são caracterizadas por determinadas grandezas: T – período λ – comprimento de onda A – amplitude f – frequência v - velocidade

Período O período, T, é o intervalo de tempo decorrido entre dois pulsos consecutivos. É igual ao período de oscilação do emissor e, consequentemente, depende apenas deste. A unidade SI do período é o segundo (s).

Comprimento de onda O comprimento de onda, λ, é a distância que a onda avança ao fim de um período. É a menor distância que separa duas partículas do meio de propagação que estão na mesma fase de oscilação. Depende do meio de propagação. A unidade SI de comprimento de onda é o metro (m).

PROPAGAÇÃO POR ONDAS

Período (T) – Tempo que leva a dar uma volta completa (s); ONDAS Frequência (f) – Números de oscilações por unidade de tempo. Depende da frequência da fonte emissora. A unidade SI de frequência é o hertz (Hz) ou s-1. Comprimento de onda () – Distância entre dois pontos consecutivos que se encontrem em fase de vibração (m); Período (T) – Tempo que leva a dar uma volta completa (s);

ONDAS Número de ondas () – Número de ondas por unidade de comprimento (m-1); Amplitude (A) – Desvio máximo em relação à posição de equilíbrio . Depende da amplitude da fonte emissora. A unidade SI de amplitude é o metro (m). Velocidade de propagação (v) – Quociente da distância percorrida pelo intervalo de tempo (m/s).

ONDAS ALGUMAS RELAÇÕES  1 1 v = f =  = T T  ( m/s ) ( Hz ) ( m -1 )

Velocidade de propagação A velocidade de propagação da onda é então pode ser escrita como então Como a velocidade da onda é constante num dado meio, a frequência e o comprimento de onda são inversamente proporcionais.

Velocidade de propagação

Velocidade de propagação

Sinal harmónico e onda harmónica Um sinal harmónico está associado a uma perturbação do meio que provoca a oscilação livre das suas partículas em torno de uma posição de equilíbrio. As partículas adquirem movimento oscilatório harmónico simples. Mola em movimento harmónico simples

Sinais harmónicos simples Pontos de onda separados por distâncias , 2, 3, … n (sendo n um número inteiro) oscilam em concordância de fase.

Sinais harmónicos simples Pontos de onda separados por distâncias: /2, 3/2 , 5/2, … (2n–1)./2 (sendo n um número inteiro) oscilam em oposição de fase.

Sinais harmónicos simples Os movimentos harmónicos simples podem ser descritos pela função: x – elongação, em metros (afastamento, em cada instante, da fonte emissora em relação à posição de equilíbrio. A – amplitude de oscilação, em metros (depende da amplitude de oscilação da fonte que emite o sinal). ω – velocidade angular ou frequência angular de oscilação da fonte emissora, em rad.s-1 t – tempo, em segundos x = A.sinω.t

Sinais harmónicos simples A frequência angular está relacionada com a frequência das oscilações por: ω = 2.π.f e com o período por ω = A amplitude de onda está relacionada com a intensidade do sinal emitido. Um sinal é tanto mais intenso quanto maior for a sua amplitude.

Sinais harmónicos simples Uma onda harmónica ou sinusoidal é a propagação, no espaço e no tempo, de um sinal harmónico ou sinusoidal. Uma onda harmónica ou sinusoidal, como qualquer onda periódica, apresenta: - periodicidade no tempo, o período, T; - periodicidade no espaço, o comprimento de onda, λ.

Sinais harmónicos simples A onda harmónica é caracterizada por: - Frequência, f – que é igual à frequência de oscilação da fonte emissora do sinal. - Amplitude, A – elongação máxima. - Período, T – igual ao período de oscilação da fonte emissora. - Comprimento de onda, λ – distância entre dois pontos consecutivos que se relaciona com o período através da velocidade de propagação. Como e como Δt = T e s = λ então