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Por que a curvatura da Terra interfere no sinal de micro-ondas?

A curvatura parece que prejudica a chegada de micro-ondas em locais distantes do ponto de emissão. Gostaria de entender a razão.

Pergunta originalmente feita em http://br.answers.yahoo.com/question/

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

Ondas eletromagnéticas se propagando na atmosfera terrestre podem ou não ser refletidas nas camadas superiores da atmosfera.

Se não forem refletidas, e dado que se propagam praticamente em linha reta, somente alcançam pontos na superfície da Terra ligados por uma linha reta no ar entre o ponto de emissão e o de recepção. Na verdade o alcance pode ser um pouco maior devido a pequenos efeitos de refração. Vide Refração da luz na atmosfera: o horizonte geométrico e o horizonte visual.

Ora, assim como a luz proveniente de uma fonte luminosa abaixo do horizonte não chega até nós, outras fontes de ondas eletromagnéticas podem ficar escondidas pela curvatura da Terra. É o caso das emissões nas faixas de FM, televisão e micro-ondas. A razão pela qual as antenas de micro-ondas estarem elevadas é a de tornar o horizonte da antena mais distante, ou seja, alcançar pontos mais distantes na superfície da Terra. Uma antena a 20 m de altura sobre a superfície da Terra tem alcance aproximado de 16 km; a 100 m de altura o alcance é de 36 km e a 200 m de altura é 50 km.

Se a Terra fosse plana, segundo alguns aloprados ignorantes e/ou religiosos fundamentalistas acreditam, a captação de tais ondas não teria estas limitações e não haveria razão para se construir torres elevadas para transmissão e recepção nestas faixas de frequência. Vide também  Para onde apontam as antenas parabólicas que recebem sinais de televisão?

A figura abaixo ilustra a distância D ao horizonte geométrico de um observador elevado por uma altura H sobre a superfície da Terra. Esta distância D é também aproximadamente o alcance máximo de ondas eletromagnéticas emitidas do alto de uma antena com altura H, caso não haja reflexão nas camadas superiores da atmosfera.

Um excelente calculador sobre a curvatura da Terra está disponível em Earth Curve Calculator.

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Comentário de Rafael Haag no Facebook em 13/10/2016

Na realidade devido ao efeito de refração sofrido pelos sinais na faixa de micro-ondas, temos que o alcance máximo teórico é maior que o alcance geométrico por um fator de 4/3, ou seja, 1,33. Assim, “enxergamos” além do limite visual na faixa de micro-ondas. Ainda vou escrever uma artigo sobre isto!

Na verdade este fator de 4/3, chamado de fator K não é sempre constante. Às vezes temos interessantes fenômenos atmosféricos que provocam efeitos denominados de super ou sub refração. Por vezes, em raras situações de inversão térmica temos fenômenos de dutos atmosféricos e os sinais na faixa de micro-ondas podem ser propagados dentro destes dutos por vários milhares de quilômetros. Estes fenômenos ocorrem praticamente todos os anos na costa oeste americana, possibilitando que estações na faixa de micro-ondas na Califórnia sejam escutadas no Hawaii, num trajeto de quase 5000 km!

Visualizações entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 4279.


4 comentários em “Por que a curvatura da Terra interfere no sinal de micro-ondas?

  1. Antonio disse:

    Professo Marcone fez uma transmissão de rádio do canal da mancha para a terra nova no Canada a uma distancia de aproximadamente 3400 quilometro como isto foi possível?

  2. helders disse:

    Gostaria de saber como funciona a conexão WI-FI e se a curvatura da terra interfere em sua conexão.
    Obrigado!

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