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Espectro eletromagnético

Diagrama ilustrando o espectro magnético desde as ondas de rádio até aos raios gama.

Espectro electromagnético é o intervalo completo da radiação eletromagnética, que contém

desde as ondas de rádio, as microondas, o infravermelho, a luz visível, os raios ultravioleta, os

raios X, até aos raios gama.

Uma carga em repouso cria à sua volta um campo que se estende até ao infinito. Se esta carga

for acelerada haverá uma variação do campo eléctrico no tempo, que irá induzir um campo

magnético também variável no tempo (estes dois campos são perpendiculares entre si). Estes

campos em conjunto constituem uma onda electromagnética (a direcção de propagação da onda 

é perpendicular às direcções de vibração] dos campos que a constituem). Uma onda

electromagnética  propaga-se mesmo no vácuo.

Maxwell concluiu que a luz visível é constituida por ondas electromagnéticas, em tudo análogas

às restantes, com a única diferença na frequência e comprimento de onda.

De acordo com a frequência e comprimento de onda das ondas eletromagnéticas pode-se definir 

um espectro com várias zonas (podendo haver alguma sobreposição entre elas).

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Espectro Eletromagnético

Espectro Eletromagnético é classificado normalmente pelo comprimento da onda, como

as ondas de rádio, as microondas, a radiação infravermelha, a luz visível, os raios

ultravioleta, os raios X, até a radiação gama. O comportamento da onda eletromagnética

depende do seu comprimento de onda. Freqüências altas são curtas, e freqüências baixassão longas. Quando uma onda interage com uma única partícula ou molécula, seu

comportamento depende da quantidade de fótons por ela carregada. Através da técnica

denominada Espectroscopia óptica, é possível obter-se informações sobre uma faixa

visível mais larga do que a visão normal. Um laboratório comum possui um

espectroscópio pode detectar comprimentos de onde de 2nm a 2500nm. Essas

informações detalhadas podem informar propriedades físicas dos objetos, gases e até

mesmo estrelas. Por exemplo, um átomo de hidrogênio emite ondas em comprimentos

de 21,12 cm. A luz propriamente dita corresponde à faixa que é detectada pelo olho

humano, entre 400nm a 700nm (um nanômetro vale 1,0×10−9 metros). As ondas de

rádio são formadas de uma combinação de amplitude, freqüência e fase da onda com a

 banda da freqüência.

Micro-ondas

As microondas (AO 1990: micro-ondas)

são ondas electromagnéticas com

comprimentos de onda maiores que os dosraios infravermelhos, mas menores que o

comprimento de onda das ondas de rádio 

variando o comprimento de onda, consoante

os autores, de 1 m (0,3 GHz de frequência) até 1,0 mm (300 GHz de frequência) -

intervalo equivalente às faixas UHF, SHF e EHF.

 Nota: acima dos 300 GHz, a absorção da radiação eletromagnética pela atmosfera da

Terra é tão grande que a atmosfera é praticamente opaca para as freqüências mais altas,

até que se torna novamente transparente na, assim chamada, "janela" do infravermelho

até a luz visível.

Radiação infravermelha

A radiação infravermelha (IV) é umaradiação não ionizante na porção invisível do espectro eletromagnético que está

adjacente aos comprimentos de onda longos, ou final vermelho do espectro da luz

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Micro-ondas

Ciclos por segundo: 0,3 GHz a 300 GHz

Comprimento de onda: 1 m a 1 mm

Infravermelho

Ciclos por segundo: 300 GHz a 400 THz

Comprimento de onda: 1 mm a 700 nm

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visível. Ainda que em vertebrados não seja percebida na forma de luz, a radiação IV

 pode ser percebida como calor, por terminações nervosas especializadas da pele,

conhecidas como termorreceptores [1].

A radiação infravermelha foi descoberta em 1800 por William Herschel, um astrônomo

inglês de origem alemã. Hershell colocou um termômetro de mercúrio no espectroobtido por um prisma de cristal com o a finalidade de medir o calor emitido por cada

cor. Descobriu que o calor era mais forte ao lado do vermelho do espectro, observando

que ali não havia luz. Esta foi a primeira experiência que demonstrou que o calor pode

ser captado em forma de imagem, como acontece com a luz visível.

Espectro visível

Espectro visível (ou espectro óptico) é a

 porção do espectro eletromagnético cuja

radiação composta por fótons, pode ser 

captada pelo olho humano. Identifica-se esta

radiação como sendo a luz visível, ou

simplesmente luz. Esta faixa do espectro

situa-se entre a radiação infravermelha e a ultravioleta. Para cada frequência da luz

visível é associada uma cor .

o espectro visível pode ser subdividido de acordo com a cor, com vermelho nos

comprimentos de onda longos e violeta para os comprimentos de onda mais curtos,

conforme ilustrado acima ou nas cores de um arco-íris. Os comprimentos de onda destaradiação estão compreendidos entre os 700 e os 400 nanômetros.

O espectro visual varia muito de uma espécie animal para a outra. Os cachorros e os

gatos, por exemplo, não vêm todas as cores, apenas azul e amarelo, mas de maneira

geral, em preto e branco numa nuance de cinzas. Nós humanos vemos numa faixa que

vai do vermelho ao violeta, passando pelo verde, o amarelo e o azul. Já as cobras vêm

no infravermelho e as abelhas no ultravioleta, cores para as quais somos cegos. Mesmo

entre os humanos pode haver grandes variações. Por isto, os limites do espectro ótico

não estão bem definidos.

Pessoas daltônicas costumam ter dificuldades em visualizar cores contidas em certasfaixas do espectro.

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Espectro Visível

Ciclos por segundo: 400 THz a 750 THz

Comprimento de onda: 700 nm a 400 nm

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Radiação ultravioleta

A radiação ultravioleta (UV) é a radiação

eletromagnética ou os raios ultravioletas com

um comprimento de onda menor que a da luz 

visível e maior que a dos raios X, de 380 nm 

a 1 nm. O nome significa mais alta que

(além do) violeta (do latim ultra), pelo fato

que o violeta é a cor visível com comprimento de onda mais curto e maior frequência.

A radiação UV pode ser subdividida em UV próximo (comprimento de onda de 380 até

200 nm - mais próximo da luz visível), UV distante (de 200 até 10 nm) e UV extremo(de 1 a 31 nm).

 No que se refere aos efeitos à saúde humana e ao meio ambiente, classifica-se como

UVA (400 – 320 nm, também chamada de "luz negra" ou onda longa), UVB (320–280

nm, também chamada de onda média) e UVC (280 - 100 nm, também chamada de UV

curta ou "germicida"). A maior parte da radiação UV emitida pelo sol é absorvida pela

atmosfera terrestre. A quase totalidade (99%) dos raios ultravioletas que efetivamente

chegam a superfície da Terra são do tipo UV-A. A radiação UV-B é parcialmente

absorvida pelo ozônio da atmosfera e sua parcela que chega à Terra é responsavel por danos à pele. Já a radiação UV-C é totalmente absorvida pelo oxigênio e o ozônio da

atmosfera.

Interessante que as faixas de radiação não são exatas. Como exemplo podemos ver que

o UVA começa em torno de 410nm e termina em 315 nm. O UVB começa 330 nm e

termina em 270 aproximadamente. Os picos das faixas estão em suas médias.

Seu efeito bactericida faz com que seja utilizada em dispositivos com o objetivo de

manter a assepsia de certos estabelecimentos comerciais.

Outro uso é a aceleração da polimerização de certos compostos.

Muitas substâncias ao serem expostas à radiação UV, estas se comportam de modo

diferente de quando expostas à luz visível, tornando-se fluorescente. Este fenômeno se

dá pela excitação dos elétrons nos átomos e moléculas dessa substância ao absorver a

energia da luz invisível. E ao retornarem aos seus níveis normais(níveis de energia), o

excesso de energia é reemetido sob a forma de luz visível.

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Ultravioleta

Ciclos por segundo: 750 THz a 300 PHz

Comprimento de onda: 400 nm a 1 nm

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As tecnologias de redes wireless

As redes locais sem fio (WLANs) constituem-se como uma alternativa às redes

convencionais com fio, fornecendo as mesmas funcionalidades, mas de forma

flexível, de fácil configuração e com boa conectividade em áreas prediais ou de

campus. Dependendo da tecnologia utilizada, rádio freqüência ou infravermelho, e

do receptor, as rede WLANs podem atingir distâncias de até 18 metros.

Sendo assim, as WLANs combinam a mobilidade do usuário com a conectividade

a velocidades elevadas de até 155 Mbps, em alguns casos.

Como funcionam os WLANs

Através da utilização portadoras de rádio ou infravermelho, as WLANs

estabelecem a comunicação de dados entre os pontos da rede. Os dados são

modulados na portadora de rádio e transmitidos através de ondas eletromagnéticas.

Múltiplas portadoras de rádio podem coexistir num mesmo meio, sem que uma

interfira na outra. Para extrair os dados, o receptor sintoniza numa freqüência

específica e rejeita as outras portadoras de freqüências diferentes.

 Num ambiente típico, como o mostrado na Figura 1, o dispositivo transceptor 

(transmissor/receptor) ou ponto de acesso (access point ) é conectado a uma rede

local Ethernet convencional (com fio). Os pontos de acesso não apenas fornecem a

comunicação com a rede convencional, como também intermediam o tráfego com

os pontos de acesso vizinhos, num esquema de micro células com roaming 

semelhante a um sistema de telefonia celular.

Um grupo de empresas está coordenando o desenvolvimento do protocolo IAPP

(Inter-Access Point Protocol), cujo objetivo é garantir a a interoperabilidade entre

fabricantes fornecendo suporte a roaming através das células. O protocolo IAPP

define como os pontos de acesso se comunicarão através do backbone da rede,

controlando os dados de várias estações móveis.

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Figura 1 - Rede Wireless LAN típica

Tecnologias empregads

Há várias tecnologias envolvidas nas redes locais sem fio e cada uma tem suas

 particularidades, suas limitações e suas vantagens. A seguir, são apresentadas

algumas das mais empregadas.

Sistemas Narrowband : Os sistemas narrowband (  banda estreita) operam numa

freqüência de rádio específica, mantendo o sinal de de rádio o mais estreito

 possível o suficiente para passar as informações. O crosstalk indesejável entre os

vários canais de comunicação pode ser evitado coordenando cuidadosamente os

diferentes usuários nos diferentes canais de freqüência.

Sistemas Spread Spectrum: São o mais utilizados atualmente. Utilizam a técnica

de espalhamento espectral com sinais de rádio freqüência de banda larga,

 provendo maior segurança, integridade e confiabilidade, em troca de um maior 

consumo de banda. Há dois tipos de tecnologias spread spectrum: a FHSS,

 Frequency-Hopping Spreap Spectrum e a DSSS, Direct-Sequence Spread 

Spectrum.

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A FHSS usa uma portadora de faixa estreita que muda a freqüência em um código

conhecido pelo transmissor e pelo receptor que, quando devidamente

sincronizados, o efeito é a manutenção de um único canal lógico.

A DSSS gera um bit-code (também chamado de chip ou chipping code)redundante para cada bit transmitido. Quanto maior o chip maior será a

 probabilidade de recuperação da informação original. Contudo, uma maior banda é

requerida. Mesmo que um ou mais bits no chip sejam danificados durante a

transmissão, técnicas estatísticas embutidas no rádio são capazes de recuperar os

dados originais sem a necessidade de retransmissão.

Sistemas Infrared : Para transmitir dados os sistemas infravermelho utilizam

freqüências muita altas, um pouco abaixo da luz visível no espectro

eletromagnético. Igualmente à luz, o sinal infravermelho não pode penetrar emobjetos opacos. Assim as transmissões por infravermelho ou são diretas ou difusas.

Os sistemas infravermelho diretos de baixo custo fornecem uma distância muito

limitada (em torno de 1,5 metro). São comumente utilizados em PAN ( Personal 

 Area Network ) como, por exemplo, os palm pilots, e ocasionalmente são utilizados

em WLANs.

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