RF vs. áudio da mesma frequência

De um artigo de um engenheiro da Cisco Systems :

Um sinal de RF pode ter a mesma frequência que uma onda sonora e a maioria das pessoas pode ouvir um tom de áudio de 5 kHz. Ninguém pode ouvir um sinal de RF de 5 kHz.

Por que não?

O tom de áudio são ondas de compressão viajando pelo ar que seus ouvidos podem captar. O sinal de RF são ondas no campo eletromagnético que seus ouvidos não têm como captar.

Os sinais de RF são ondas eletromagnéticas (EM). Não temos sensores para ondas EM de 5 kHz.

$4×10^{14}$$8×10^{14}$

Também podemos sentir (como calor) uma poderosa radiação EM em frequências mais baixas, mas se você sentir que o campo é perigosamente forte e deverá sair desse feixe (radar).

Nosso corpo é um dielétrico (isolador) com sais (íons condutores), portanto, embora não possamos detectar ondas EM, a absorção de campos elétricos geralmente é proporcional à frequência.

Por outro lado, os campos elétricos podem ser tolerados com níveis aumentados à medida que a frequência é reduzida.

Exemplo de áudio do woofer baixo a 60 Hz com 100 mV na bobina do alto-falante é alto o suficiente para ser ouvido com clareza e 100 V _pp pode chocalhar algo nas paredes.

Enquanto um campo elétrico de 100 V / m 50 ou 60 Hz não faz nada para nós, além de sermos minúsculos em comparação com o comprimento de onda em xx km, a impedância da ponta de nossos dedos de 100 pF é de cerca de 50 MΩ, mas o sal e um arco podem reduzir a contato do fio a 50 kΩ facilmente.

Você pode detectar com facilidade de 50 a 100 V _pp apenas tocando em uma sonda de osciloscópio 10: 1 sem tocar no terra, que então desloca o campo elétrico para o terra.

Isso significa que podemos conduzi-lo facilmente, mas não absorvê-lo como um campo elétrico de alta impedância. Nós somos de baixa impedância como dielétrico, mas como uma impedância de antena do nosso corpo é inversamente proporcional ao comprimento de onda EM super longo da frequência da linha na velocidade da luz, para que possa ser detectado por uma sonda de 10M, mas não absorvido.

outras informações

Certa vez, um pesquisador inescrupuloso, no final dos anos 80, recebeu doações governamentais nos EUA para relatar que campos EM de 60 Hz em casas próximas a quartos eram um possível risco de câncer. Era falso e o fraudador foi condenado.

Por outro lado, as pressões sonoras no ar são ondas de pressão e são facilmente detectadas pelos pelos dos cílios em nossos ouvidos, que têm diferentes comprimentos progressivos, atuando como ressonadores. Abaixo de 20 Hz, geralmente sentimos as vibrações mais do que ouví-las.

Ambas as impedâncias de RF diminuem com o aumento da área de superfície em capacitores abaixo dos comprimentos de onda da antena, mas, na verdade, agimos como um capacitor de acoplamento fraco para baixa frequência, para que não haja absorção de energia. Apenas passou por nós. Em frequências mais altas de rádio e TV nos níveis de sinal abaixo de milivolt, podemos agir como uma antena sem a sensação, exceto para uma melhor recepção possivelmente. No entanto, nossa taxa aceitável de absorção de energia SAR depende da frequência e dos watts / cm ³ para um determinado volume de carne com uma certa "profundidade da pele".

Anedótico

Nos anos 70, nossa empresa projetou e fabricou transmissores de 50 W e 100 W VHF e UHF. Mesmo com a tampa aberta para ajustes finos e alguns vazamentos perdidos, os olhos do técnico ficariam vermelhos depois de um dia de trabalho na linha de produção. Portanto, a tampa foi redesenhada com um orifício de ajuste para uma chave de fenda plástica.

Tínhamos todos os manuais militares dos EUA em nossa biblioteca para projetos aeroespaciais; portanto, após a graduação no final dos anos 70, foi assim que aprendi sobre a suscetibilidade humana aos níveis do espectro de RF.

Meu primeiro projeto de design, quando jovem, foi para um Doppler de cinco canais que rastreia Rx usando transmissores da Marinha dos EUA em todo o hemisfério ocidental, com uma potência Tx de cerca de 1 megawatt adequada para comunicação submarina de 100 baud, usando portadoras sincronizadas como GPS usando relógios nucleares (césio) ) Tudo o que eu usei foi uma antena de chicote de 2 m (à prova de urso polar) no mar de Beaufort em um fluxo de gelo para rastrear o clima e o movimento do gelo na década de 1970.

Essa é uma pergunta interessante, porque eu costumava me perguntar a mesma coisa (não, estou dizendo que é uma pergunta interessante por causa da minha antiga curiosidade).

Você está confundindo radiação eletromagnética (algo que o rádio produz) com ondas de pressão (algo que o som produz). Nossos ouvidos não podem se ajustar às ondas eletromagnéticas e, com certeza, não são sensíveis às mudanças nas ondas eletromagnéticas.

Outra maneira de ver é que as ondas eletromagnéticas não têm força suficiente para fazer o tímpano vibrar ... enquanto as ondas sonoras o fazem.

Se você deseja obter um nível muito quântico sobre isso, pense em quão fortes são os glúons .