Física e Química A – Ano 2

Curso Científico - Humanístico de Ciências e Tecnologias

Comunicações

Ano Lectivo 2009/2010 Almira Moura/Catarina Santos

ESCOLA SECUNDÁRIA DA QUINTA DAS FLORES

AL2.3. Comunicações por radiação electromagnética

NOME: __________________________________________________________________________________________________ 11.º Ano Turma __ N.º ______

Questão Problema: Nas comunicações por telemóvel e por satélite são utilizadas microondas de determinadas faixas de frequência. Em grandes cidades são constituídas torres altas que suportam um conjunto de antenas parabólicas de modo a permitir a propagação ponto a ponto dos microondas acima do topo dos edifícios. Justificar esta opção com base nos fenómenos que afectam a propagação das microondas.

Objectivos:

Identificar os fenómenos físicos que podem afectar a propagação das ondas electromagnéticas, em

geral, e das microondas em particular.

Perceber os princípios básicos da transmissão de informação utilizando radiação electromagnética.

Questões pré – laboratoriais

1- Identifique os fenómenos físicos que podem afectar a propagação das ondas electromagnéticas em

geral.

2- Identifique os factores de que depende, em geral, a forma como determinado tipo de radiação electromagnética interactua com a matéria.

3- Sabendo que a gama de comprimentos de onda associados às microondas se situa entre 1mm e

3,0 cm, determine a correspondente gama de frequências.

4- Identifique a principal razão para a utilização das microondas nas comunicações via satélite.

Procedimento:

1- Verificar experimentalmente as leis da reflexão.

1.1. Coloque a fonte de raios na direcção da mesa onde colocou um papel branco. Ajuste de maneira a

produzir um único feixe delgado de luz.

1.2. Coloque o espelho sobre a mesa e posicione-o de maneira a usar a sua face plana, de tal modo

que ambos os feixes, incidente e reflectido, sejam claramente visíveis.

1.3. Com um lápis, marque a posição da superfície do espelho e trace os feixes, incidente e reflectido.

Assinale os raios através de setas com os sentidos apropriados.

1.4. Desenhe a normal à superfície no ponto de incidência.

1.5. Meça o ângulo de incidência e o de reflexão com a ajuda de um transferido tomando como

referência a normal.

1.6. Faça variar o ângulo de incidência e meça novamente os ângulos de incidência e de reflexão.

1.7. Registe os valores numa tabela.

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Registo de dados:

Ângulo de incidência Ângulo de reflexão

1.8. Estabeleça uma relação qualitativa entre as amplitudes dos ângulos de incidência e de reflexão.

2- Calcular experimentalmente o índice de refracção do vidro.

Substitui-se o espelho plano por um semicírculo de vidro e repetiu-se o procedimento anterior. Registe os valores na tabela.

Amplitude do ângulo de incidência/graus

Amplitude do ângulo de refracção/graus

𝐬𝐢𝐧 𝒊

𝐬𝐢𝐧 𝒓

2.1. Calcule o valor mais provável para o índice de refracção do vidro em relação ao ar. 2.2. Compare este valor com o tabelado e calcule a incerteza relativa. 2.3. Determine o ângulo crítico.

3. Observar o fenómeno de reflexão total em Prisma de reflexão total

4. Verificar experimentalmente a lei. Ev = f (d) (variação da intensidade de iluminação com a

distância ao emissor)

4.1. Coloque o Luxímetro em frente à fonte de luz 4.2. Leia e registe os valores da intensidade de iluminação (Ev / lux) para diferentes distâncias (d / m)

da fonte emissora de luz ao luxímetro. 4.3. Construa o gráfico Ev = f(d) e Ev = f (1/d2) para os valores obtidos.

EV (lux)

d (m)

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4.4. Qual é a relação entre a intensidade de iluminação em função da distância ao respectivo emissor? 4.5. Qual a relação entre a intensidade de iluminação em função do inverso do quadrado da distancia

ao emissor.

5. Verificar qual a influência da interposição de filtros coloridos e outros materiais, no valor da

iluminação lida no luxímetro.

5.1. Intercale entre o emissor e o luxímetro filtros e outros materiais diferentes. 5.2. Faça respectivas leituras no luxímetro em registe. 5.3. Conclusão.

6. Observar utilizando um feixe de raios laser e redes de difracção o fenómeno de difracção da

luz.

6.1. Coloque um anteparo de papel branco num plano paralelo à fonte de luz LASER. Ligue a fonte e registe o que observa no anteparo.

6.2. Coloque em frente do feixe de luz uma rede de difracção (80 linhas). Registe o que observou no anteparo.

6.3. Mude a rede de difracção. Coloque agora em frente ao feixe uma rede de 300 linhas. Registe o que observou.

6.4. Interprete as suas observações.

Questões pós - laboratoriais:

1- Identifique razões para que, nestas actividades, se utilizasse a radiação visível em vez das microondas.

2- Se as actividades tivessem sido realizadas com microondas, os fenómenos ópticos observados seriam os mesmos? Justifique a resposta.

3- Se as actividades tivessem sido realizadas com microondas, as condições de realização das actividades seriam as mesmas? Justifique a resposta.

4- Responda à questão – problema.

BOM TRABALHO!