Os meteorologistas usam radares para rastrear tempestades, furacões etornados. Até o dispositivo que faz as portas das lojas abrirem automaticamente é um tipo de radar. Depois de ver todos esses casos, nem preciso dizer que o radar é uma tecnologia extremamente útil.
 Foto cedida Departamento de Defesa dos EUA Soldado especialista em operações Gilbert Lundgren opera equipamento de radar no centro de informações de combate do USS Carney |
Quando as pessoas usam radares, geralmente estão tentando fazer uma destas 3 coisas:
- detectar a presença de um objeto distante: o normal é detectar objetos que estejam em movimento, como um avião, mas os radares também podem ser usados para detectar objetos imóveis enterrados;
- detectar a velocidade de um objeto: esta é a razão por que a polícia usa o radar;
- mapear algo: o ônibus espacial e os satélites artificiais em órbita usam algo chamado de Radar de Abertura Sintética (SAR) para criar mapas topográficos detalhados da superfície dos planetas e de suas luas.
Neste artigo, vamos revelar todos os segredos dos radares. Primeiro, vamos dar uma olhada na versão sonora, já que ela é mais familiar para você.
O eco e o efeito Doppler
 Quando gritamos em um poço, o som do grito vai até lá embaixo e é refletido (ecoa) na superfície da água existente no fundo desse poço. Se você contar o tempo que o eco demora para retornar e souber a velocidade do som, dá para calcular a profundidade do poço com muita precisão. |
Mas não é só o eco que é comum, o efeito Doppler também o é. Você deve senti-lo todos os dias, mas provavelmente não nota. Ele acontece quando o som é gerado, ou refletido, por um objeto em movimento ou refletido nele. Em casos de velocidade extrema é o efeito Doppler que cria o ruído sônico (veja abaixo). O efeito Doppler pode ser entendido da seguinte forma: digamos que há um carro vindo na sua direção a 60 km/h e o motorista está buzinando. Você vai ouvir a buzina tocando uma "nota" enquanto o carro se aproxima, mas quando o carro passar por você, o som da buzina vai mudar para uma nota mais grave. O efeito Doppler causa essa mudança.
O que acontece é o seguinte: a velocidade do som que se propaga pelo ar do estacionamento é fixa. Para simplificar nossos cálculos, vamos dizer que essa velocidade é de 900 km/h (a velocidade exata depende da pressão do ar, da temperatura e da umidade). Imagine que o carro está parado a uma distância de exatamente 1,0 km de você e fica buzinando por um minuto, nem um segundo a mais, nem um segundo a menos. As ondas sonoras da buzina se propagam na sua direção a uma velocidade de 900 km/h. Você vai ficar sem ouvir nada nos quatro primeiros segundos (tempo para o som percorrer 1,0 km a uma velocidade de 900 km/h), seguidos de um minuto do som da buzina.
 Efeito Doppler: a pessoa atrás do carro ouve uma nota mais grave do que o motorista, porque o carro está se distanciando. A pessoa na frente ouve uma nota mais aguda do que o motorista, porque o carro está se aproximando dela. |
Agora, vamos imaginar que o carro está se movendo na sua direção a 60 km/h. Ele começa a se movimentar quando está a 1,0 km de você e buzina por um minuto exato. Você vai continuar a ouvir com quatro segundos de atraso, mas agora o som vai tocar por apenas 56 s. Isso acontece porque o carro vai estar junto a você depois de 1 min, fazendo com que o som emitido naquele momento chegue até você instantaneamente. No entanto, nada mudou, pois o carro (da perspectiva do motorista) buzinou por 1 min. Porém, como ele estava em movimento, esse minuto de som foi condensado em 56 s a partir da sua perspectiva, ou seja, a mesma quantidade de ondas sonoras foi colocada em uma quantidade de tempo menor. É por isso que a freqüência aumenta e a buzina chega até você com um tom mais agudo. A medida que o carro se distancia de você, o processo se inverte e o som se expande para preencher um intervalo de tempo maior, o que faz com que o tom fique mais grave.
A mesma coisa acontece quando um barco viaja pela água mais rapidamente do que as ondas que percorrem essa água (as ondas em um lago se movem a uma velocidade de cerca de 8 km/h; lembre-se de que todas as ondas percorrem um meio a uma velocidade fixa). As ondas que o barco gera "compactam-se" e formam aquela onda em forma de V (rastro) que você percebe atrás do barco. Essa onda em forma de V não deixa de ser um tipo de ruído sônico. É a combinação compactada de todas as ondas que o barco gerou, deixando o rastro com forma de V, cujo ângulo é controlado pela velocidade do barco. |
Para combinar o eco com o efeito Doppler, temos que fazer o seguinte: imagine que você emitiu um som muito alto na direção de um carro que está vindo em sua direção. Algumas das ondas sonoras vão rebater no carro (um eco), mas como o carro está vindo na sua direção, elas serão comprimidas, fazendo com que o som do eco seja mais agudo do que o som que você emitiu. Agora, o interessante mesmo é que, se você medir a frequência do eco, dá para determinar a velocidade do carro.
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