Suplemento de reviSão • FÍSiCA TEMA 24 Física Moderna A Física Clássica atingiu o auge em 1864 com as equações de Maxwell referentes ao eletromagne...

Suplemento de reviSão • FÍSiCA
TEMA
24 Física Moderna
A Física Clássica atingiu o auge em 1864 com as equações de Maxwell referentes ao eletromagnetismo. Para muitos cientistas, pouco havia a resolver na Física teórica, além de problemas como o espectro de radiação do corpo negro e a comprovação da existência do éter. Mas as soluções desses problemas exigiram hipóteses que contrariaram o senso comum e desencadearam uma revolução científica, evidenciando as limitações dos resultados da mecânica newtoniana quando aplicada a corpos muito pequenos ou muito rápidos. A relatividade proposta por Galileu e Newton na Física Clássica foi reinterpretada pelos postulados de Einstein. Essa revolução científica, baseada na relatividade, na Física Quântica e na Física Nuclear, constituem a chamada Física Moderna.

Ondas eletromagnéticas
Considerando que na indução eletromagnética um campo magnético variável induz uma força eletromotriz, o que é característico de um campo elétrico, Maxwell, com a intenção de generalizar matematicamente a teoria do Eletromagnetismo, apresentou as seguintes hipóteses:
1a) Um campo magnético variável é equivalente, nos seus efeitos, a um campo elétrico.
2a) Um campo elétrico variável é equivalente, nos seus efeitos, a um campo magnético.
Essa nova teoria previu a existência das ondas eletromagnéticas, estabelecendo que um campo magnético variável produz um campo elétrico, e um campo elétrico variável produz um campo magnético (fig. 1). Esses dois campos propagam-se pelo espaço em constantes e recíprocas induções.
Maxwell demonstrou que as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo com velocidade c.

Espectro eletromagnético
Existe uma variação ampla e contínua nos comprimentos de onda e frequências das ondas eletromagnéticas. A relação entre a velocidade c de propagação de uma onda eletromagnética no vácuo, o comprimento de onda H e a frequência f correspondentes é dada por:
Figura 1 As ondas eletromagnéticas correspondem à propagação no espaço de campos elétricos e magnéticos variáveis, gerados por cargas elétricas oscilantes.
Os diversos tipos de ondas eletromagnéticas compõem o que chamamos de espectro eletromagnético.
Luz, ondas de rádio, raios X etc. são nomes dados a certas faixas de frequência e comprimento de onda do espectro eletromagnético. Cada nome caracteriza uma faixa, na qual as ondas são produzidas e emitidas de um modo determinado.

As ondas de radiofrequência (RF)
São as ondas utilizadas para a transmissão de sinais de rádio e televisão. As ondas RF com frequência entre 104 e 107 Hz (ondas curtas de rádio) são bem refletidas pelas camadas ionizadas da atmosfera superior (ionosfera). Por isso, podem ser captadas a grandes distâncias da emissora. Já as ondas RF para a transmissão de sinais de televisão têm frequências em torno de 108 Hz e comprimento de onda de cerca de 1 metro e não são refletidas pela ionosfera. Para serem captadas a distâncias superiores a 75 km, são necessárias estações repetidoras entre a emissora e os locais de recepção.

As micro-ondas
São ondas eletromagnéticas com frequência entre 109 e 1011 Hz, aproximadamente, e comprimentos de onda entre 1 mm e 1 m. Entre as aplicações dessas ondas destacam-se os telefones celulares, o forno de micro-ondas e o radar.

As micro-ondas na faixa de 300 MHz a 300 GHz, denominadas ondas de radar, são utilizadas na detecção de aviões, navios e outros veículos.

Luz, infravermelho e ultravioleta
A retina do olho humano é sensível à radiação eletromagnética de uma pequena faixa de comprimento de onda, em torno de 10-6 m. O maior comprimento de onda da faixa visível do espectro (aproximadamente 7,5 $ 10-7 m) nos dá a sensação de vermelho. À medida que o comprimento de onda da faixa visível do espectro diminui, a sensação de cor muda para alaranjado, amarelo, verde, azul, anil até atingir o violeta, que tem o menor comprimento de onda da faixa visível do espectro (aproximadamente 4,0 $ 10-7 m