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As ondas eletromagnéticas surgem com base na interação entre campos elétricos ou campos magnéticos variáveis. Essas se propagam no vácuo com a mesma velocidade que a luz, cerca de 300 mil quilômetros por segundo. Diferentemente das ondas mecânicas, como o som, as ondas eletromagnéticas podem propagar-se tanto em meios materiais quanto no vácuo. Por tratarem-se de fenômenos ondulatórios, elas podem sofrer reflexão, refração, absorção, difração, interferência, espalhamento e polarização.

As ondas eletromagnéticas foram previstas e teorizadas pelo físico e matemático escocês James Clerk Maxwell, que unificou as equações da eletricidade e do magnetismo já existentes (equações de Faraday, Ampére e Gauss) em equações de onda.

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Ondas eletromagnéticas no dia a dia

Confira alguns exemplos de ondas eletromagnéticas existentes e bastante usados em nosso cotidiano:

*Ondas de rádio: são largamente utilizadas nas telecomunicações. O sinal de rádio, televisão e celular encontra-se nessa faixa de frequência;

*Micro-ondas: também são muito utilizadas nas telecomunicações. Os roteadores de internet sem fio, popularmente conhecidos como Wi-fi, utilizam micro-ondas de frequências que variam entre 2,4 GHz e 5,8 GHz;

*Infravermelho: é também conhecido como onda de calor. Alguns dispositivos de segurança equipados com visão noturna são capazes de captá-lo. O infravermelho é a onda emitida quando usamos um controle remoto;

*Luz visível: é a faixa de ondas eletromagnéticas que se localiza entre as frequências de 480 THz e 750 THz.

Ultravioleta: após certas frequências, passa a ser considerado uma radiação ionizante, isto é, uma onda eletromagnética com potencial de arrancar elétrons das moléculas, ocasionando o surgimento de anomalias celulares que podem evoluir para um câncer, por exemplo. Essa frequência de onda eletromagnética é bastante utilizada por peritos criminais para a detecção de materiais biológicos, como sangue e saliva; sua capacidade de ionização também permite usá-la para a esterilização de utensílios cirúrgicos, seringas, recipientes etc.;

*Raios x: chegam à Terra em pouca quantidade devido à presença da atmosfera terrestre. Essas ondas eletromagnéticas têm frequências muito altas e grande poder de penetração, por isso, são utilizadas para a obtenção de imagens de ossos e articulações e para o tratamento de tumores, por meio da radioterapia"

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*São transversais, isto é, a perturbação responsável por produzi-las acontece em uma direção perpendicular à sua direção de propagação. Nas ondas eletromagnéticas, o campo elétrico, o campo magnético e a direção de propagação são perpendiculares entre si;

*Propagam-se no vácuo com a mesma velocidade que a luz visível: 2,99792458.108 m/s, simbolizada pela letra c;

*Sua amplitude diz respeito à sua intensidade, quanto maior for a amplitude de uma onda eletromagnética, maior é a perturbação que ela é capaz de produzir;

*São tridimensionais, isto é, depois de produzidas, propagam-se igualmente em todas as direções;

*Quando atravessam meios materiais, como o ar ou a água, sua velocidade de propagação diminui, enquanto o seu comprimento de onda aumenta, de modo que a sua frequência não se altera. Esse fenômeno é conhecido como refração."

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A forma como as ondas eletromagnéticas interagem com a matéria depende diretamente de sua frequência. Confira como as cargas elétricas e outras partículas respondem a cada tipo de onda:

Ondas de rádio: promovem a oscilação coletiva de elétrons livres em metais, como ocorre nas antenas usadas em rádios e televisores;

*Micro-ondas: apresentam frequências parecidas com a frequência de rotação das moléculas de água, isso faz com que esse tipo de onda eletromagnética possa entrar em ressonância com essas moléculas, aquecendo-as por meio da rotação;

*Infravermelho: promove a vibração molecular, é uma das principais formas de transmissão de calor;

Luz visível: é capaz de fornecer energia e excitar os elétrons presentes em moléculas;

*Ultravioleta: promove a excitação de elétrons mas também pode causar a ejeção de elétrons que se encontrem na camada de valência dos átomos;

Raios x: são capazes de arrancar elétrons dos átomos por meio da colisão elástica entre fótons e átomos. Esses fótons são absorvidos pelos átomos e reemitidos em frequências menores;

*Raios gama: podem causar excitações nucleares, levando à sua dissociação, mas também podem gerar pares de matéria e antimatéria, causando a aniquilação mútua dessas partículas.

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Ondas eletromagnéticas desempenham um papel essencial na medicina moderna, sendo usadas para diagnóstico, tratamento e pesquisa em diversas áreas. As principais formas de ondas eletromagnéticas usadas na medicina incluem raios X, ultrassom, ressonância magnética (MRI), radiação ultravioleta (UV) e micro-ondas. Aqui estão alguns exemplos de como elas são aplicadas:

Diagnóstico por Imagem

*Raios X: Utilizados em exames de radiografia para visualizar ossos, dentes e órgãos. São fundamentais na detecção de fraturas, infecções e outras anomalias.

*Ressonância Magnética (MRI): Usa ondas de rádio e um campo magnético para gerar imagens detalhadas dos tecidos moles do corpo, como cérebro, músculos e articulações. É crucial para detectar tumores, lesões no cérebro e doenças neurológicas.

*Ultrassom: Embora tecnicamente não sejam ondas eletromagnéticas (são ondas sonoras), as ondas de ultrassom são amplamente utilizadas para gerar imagens de órgãos internos, monitorar o desenvolvimento fetal e guiar procedimentos cirúrgicos.

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*Radioterapia: Utiliza raios gama ou raios X para destruir células cancerígenas. É uma das principais formas de tratamento de vários tipos de câncer.

*Terapia de Luz Ultravioleta (UV): Usada no tratamento de condições de pele, como psoríase, eczema e vitiligo. A luz UV ajuda a reduzir a inflamação e a modular o sistema imunológico.

*Laserterapia: Usada em tratamentos estéticos e médicos, como a remoção de tatuagens, cicatrizes, lesões vasculares e para estimular a cicatrização de tecidos.

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Tecnologia Usada em Dispositivos Médicos

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Tecnologia Usada em Dispositivos Médicos

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*Marcapassos e Eletrodos Cerebrais: Dispositivos que utilizam campos eletromagnéticos para regular os batimentos cardíacos e tratar distúrbios neurológicos como o Parkinson.

*Terapias com Micro-ondas e Radiofrequência: Utilizadas para ablação de tumores, onde as ondas aquecem e destroem tecidos cancerosos.