Propagação de ondas de rádio em dutos troposféricos

5 de julho, 2023 às 21:21 | Postado em Eletromagnetismo, Mítica Terra Plana, Ondas eletromagnéticas

Olá professor

Gostaria de saber sobre a propagação de onda de radio  no fenômeno de duto troposferico, devido a inversão térmica,  onde a onda bate nas nuvens, no solo e assim segue  por milhares de kms , até dando origem a escuta de rádios da China, Russia aqui no Brasil,  como isto seria possível em uma terra esférica seguindo o princípio de Huygens , pois neste caso até onde sei não se trata de  reflexão na ionosfera, mas sim propagação dentro da tropo. Um abraço

A resposta adequada a esta questão carece do esclarecimento de algumas premissas, que são:

Ondas de rádio – As ondas de rádio são ondas eletromagnética, cujas frequências ocupam uma faixa espectral entre 3 kilohertz (3 kHz ou 3.10³ Hz) e 300 giga-hertz (300 Ghz ou 300.109 Hz), que podem ser definidas também pelo comprimento de onda. Por tratar-se de ondas eletromagnéticas, as ondas de rádio são capazes de propagar-se no vácuo, na velocidade da luz, com muito pouca atenuação. Ao se propagarem na atmosfera, quanto mais próximas da superfície terrestre, maior a atenuação, dependendo, é claro, da frequência, da densidade  e da umidade do ar. Estas  frequência são separadas em faixas padronizadas, como segue: Ondas longas (1000 a 10000m), Ondas médias (100 a 1000m), Ondas curtas (10 a 100m), VHF(Very High Frequency (1 a 10m)), UHF (Ultra High Frequency (0,1 a 1m)), Microndas (0,01 a 0,1m) , Satélites (1mm a 10mm). A tabela abaixo apresenta informações sobre as ondas eletromagnéticas.

Duto Troposférico – O duto troposférico ocorre quando um sinal de rádio é refletido na troposfera  e continua em um caminho que permite que o sinal viaje muito mais longe do que normalmente faria. Isso ocorre quando a temperatura na atmosfera experimenta uma mudança chamada inversão. Quando ocorre uma inversão de temperatura, as ondas de rádio que normalmente continuariam no espaço além da atmosfera da Terra são refletidas e seguem a curvatura do planeta. A troposfera da Terra é a camada mais baixa da atmosfera. Estende-se de 6 a 60 km acima da superfície. Em condições normais, essa camada permite que as ondas de rádio passem para a atmosfera superior. Outras camadas, como a ionosfera, impedem que as ondas sejam refletidas mais acima e retornem ao solo. A atenuação da radiopropagação, dentro dos dutos troposféricos, depende muito das tempestades solares, então a propagação de sinais nos dutos troposféricos ocorre muito facilmente à noite.  As comunicações em dutos troposféricos, não são estáveis, porque os dutos troposféricos não tem tempo certo de duração. É necessário que as duas antenas (Tx e Rx) estejam situadas dentro do volume de abrangência do duto para haver comunicação. As ondas mais aplicáveis a serem propagadas nos dutos troposféricos, são as ondas médias e curtas. Ondas de grande comprimento de onda, se propagam bem abaixo da troposfera, as chamadas ondas terrestres. Ondas de curto comprimento, se propagam bem, acima dos dutos, usando outros artifícios, com a propagação ionosférica, por exemplo.

Princípio de Huygens – Christian Huygens (1629-1695), no final do século XVII, propôs um método de representação de frentes de onda, onde cada ponto de uma frente de onda se comporta como uma nova fonte de ondas elementares, que se propagam para além da região já atingida pela onda original e com a mesma frequência que ela. Esta ideia é conhecida como Princípio de Huygens.

Para um considerado instante, cada ponto da frente de onda comporta-se como fonte das ondas elementares de Huygens.

A partir deste princípio, é possível concluir que, em um meio homogêneo e com as mesmas características físicas em toda sua extensão, a frente de onda se desloca mantendo sua forma, desde que não haja obstáculos.

Resposta ao questionamento.

“……como é possível a propagação de sinais de radio nos dutos troposféricos em uma  terra esférica, seguindo o princípio de Huygens, pois neste caso, não se trata de  reflexão na ionosfera, mas sim propagação dentro da troposfera…..”

Como podemos ver, o questionamento do terraplanista é uma confusão conceitual e não uma pergunta.

Em momento algum, Huygens trata de comunicação troposférica, e nem poderia, pois a mesma foi descoberta em 1900 e Huygens observa o que foi chamado de Princípio de Huygens, em 1600, princípio este que trata especificamente no comportamento das frentes de onda!

Por outro lado, as ondas que são transportadas pelos dutos troposféricos, não são ondas quaisquer, e sim, ondas de uma faixa específica do espectro, compreendendo telecomunicações em ondas médias e curtas, sinais de TV VHF/UHF apenas. No caso de ondas longas, as mesmas se propagam na forma de ondas terrestres e no caso de UUHF e micro-ondas, como as utilizadas por satélites, os efeitos se dão a nível ionosférico.

Por fim, em 2023, em plena era do conhecimento, questionar a esfericidade da Terra, é de uma insanidade tal, que me questiono se esta pergunta faz algum sentido!

Comentário adicional sobre a mitológica Terra Plana. Em um mundo plano, a propagação de ondas eletromagnéticas “por milhares de kms , até dando origem a escuta de rádios da China, Russia aqui no Brasil” não dependeria dos dutos troposféricos. Ou seja, sempre seria possível a propagação e não apenas em situações incomuns.

Comentário adicional sobre Huygens. Entre tantas realizações científicas cabe destacar duas que tocam em aspectos rejeitados pelos terraplanistas:

– realizou uma das primeiras determinações precisas da aceleração da gravidade,

– calculou o achatamento da Terra encontrando que a diferença entre o diâmetro equatorial e o diâmetro polar é de uma parte em 578.