A física dos telefones é antiga e, ao mesmo tempo, bastante atual! Por isso, ela merece demais ser citada aqui, no Engenharia 360! Também, como não ficar admirado pela agilidade e facilidade da comunicação a longa distância promovidas por estes aparelhos? Não é à toa que ficaram populares - algo que pode ser comprovado através de dados da Indústria de Telecomunicação Móvel.

As vendas de produtos dessa linha cresceram demais nas últimas duas décadas, inclusive impulsionando o desenvolvimento de outras tecnologias - frutos do trabalho de vários cientistas, engenheiros e matemáticos. De repente, os celulares passaram a ser indispensáveis ao nosso estilo de vida moderno. Mas como explicar a capacidade de som dos aparelhos vendidos hoje nas lojas? Ou ainda o seu funcionamento de tela, decodificação de sinal, e mais? Em tudo isso estão anos e anos de pesquisas aplicadas à Física! Saiba mais no texto a seguir!

Por que alguns telefones são chamados de 'celular'?

Celulares têm esse nome porque estão sujeitos, para o seu funcionamento, a um serviço que foi dividido em áreas chamadas justamente de 'células'. Cada célula, que pode variar de tamanho conforme o volume médio de ligações realizados em uma região, possui uma estação de rádio base com uma ou mais antenas que captam as mensagens vindas dos aparelhos e, quando preciso, as transferindo para uma Central de Computação e Controle. Essa central pode, por exemplo, localizar um destinatário de ligação. Inclusive, é isso que a polícia faz, localizando a posição de um celular quando o mesmo estiver ligado.

Como funcionam os sistemas dos celulares?

Então, pelo que conseguimos entender, os celulares enviam sinais por ondas de rádio sem necessidade de fio. Assim, a voz que sai do usuário viaja pelo ar; "caminha" como ondas de rádio; é captada através de uma fina membrana diafragma por um microfone instalado no aparelho, que vibra com a incidência e que transforma isso em sinais elétricos. Aliás, o que faz vibrar essa membrana é uma bobina com um ímã ligado à circuitos elétricos - como poderia ser explicado na Lei de Faraday.

Transmissão de dados

Mas olha que interessante! A voz humana possui um timbre característico que se difere de outros sons que ouvimos. Isso foi entendido e estudado pelos cientistas na década de 1820. Na oportunidade, Jean-Baptiste Joseph Fourier desenvolveu um método matemático chamado de Transformada de Fourier, uma equação que permite transformar qualquer sinal periódico em uma soma de senos e cossenos. E se isso não tivesse acontecido não seria hoje possível realizar a transmissão digital de dados, pois implicaria um enorme tráfego para cada ligação. Por exemplo, essa tecnologia é aplicada nos dias atuais para a transmissão de áudio, compactação de imagens em extensões, como .jpeg, .jpg, algoritmos de reconhecimento de voz, entre outros.

Já em 1942, Hedy Lammar e George Antheil inventaram um sistema capaz de alterar frequências de rádio pensando em auxiliar as tropas americanas na Segunda Guerra Mundial. Isso, mais tarde, permitiu a mobilidade dos telefones celulares. Quando os primeiros celulares surgiram, a tecnologia foi implementada por meio da repetição de várias torres que cobriam pequenas células - assim como era utilizado para as rádios. Mas agora temos o auxílio de grandes torres, com muito maior cobertura, além dos satélites de telecomunicações.

Tecnologias de Tela

Os celulares mais modernos apresentam telas com tecnologias LED - diodo emissor de luz -, emitindo luz como resposta à passagem de uma corrente elétrica através de materiais semicondutores. Parece até bastante simples com esta explicação resumida. Contudo, por décadas, os físicos só conseguiam produzir LEDs verdes e vermelhos. Foram os japoneses Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura, nos anos de 1990, que conseguiram o primeiro LED azul, viabilizando a tecnologia por trás dos LEDs brancos. Agora, os LEDs estão cada vez mais presentes nos celulares. Mas uma nova promessa é a utilização do OLED - diodo emissor de luz orgânico, feito de sais de polímeros e complexos orgânicos fosforescentes - para telas maleáveis, curvas e dobráveis!

Veja Também: Celulares - quais as novas tecnologias e o que pode mudar nos próximos anos?

Fontes: Superinteressante, UOL,

Imagens: Todos os Créditos reservados aos respectivos proprietários (sem direitos autorais pretendidos). Caso eventualmente você se considere titular de direitos sobre algumas das imagens em questão, por favor entre em contato com contato@engenharia360.com para que possa ser atribuído o respectivo crédito ou providenciada a sua remoção, conforme o caso.

Eduardo Mikail

Somos uma equipe de apaixonados por inovação, liderada pelo engenheiro Eduardo Mikail, e com “DNA” na Engenharia. Nosso objetivo é mostrar ao mundo a presença e beleza das engenharias em nossas vidas e toda transformação que podem promover na sociedade.