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Física do ensino médio
Curso: Física do ensino médio > Unidade 7
Lição 1: Informações sobre ondasInformações digitais e analógicas
Informações analógicas podem ser digitalizadas e armazenadas de forma confiável na memória de um computador. Dessa forma, elas podem ser enviadas por longas distâncias como uma série de pulsos de onda. Aprenda as diferenças entre informações digitais e analógicas e como as informações digitais são criadas. Versão original criada por Khan Academy.
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Transcrição de vídeo
RKA2JV - Olá, tudo
bem com você? Você vai assistir agora a mais uma
aula de Ciências da Natureza. Nesta aula, vamos conversar
sobre o analógico e o digital. Mas o que são
essas duas coisas? Algo que é analógico
pode ter qualquer valor dentro de um
determinado intervalo, enquanto algo digital
é representado por vários níveis
discretos ou separados. Para distinguir essas duas ideias,
eu gosto de pensar em relógios. Um relógio analógico tem
os números nos ponteiros e é analógico porque o movimento
desses ponteiros é contínuo. Eles podem varrer
o círculo representando qualquer um dos
infinitos números que temos ali
naquele relógio. Por exemplo,
entre 3:06 e 3:07, o ponteiro dos minutos
vai realmente estar em algum ponto entre
as marcas no relógio, mostrando um dos tempos
infinitamente possíveis que o relógio
pode representar. Agora, compare isso
a um relógio digital. Um relógio digital só vai
mostrar 3:06 ou 3:07. Ele nunca vai exibir
nenhum dos muitos segundos fracionários
entre esses dois valores. O digital assume apenas
alguns valores discretos e possui um número
finito desses valores. Tendo isso em mente, vamos
conversar sobre uma onda aqui. Uma onda ou sinal analógico
vai varrer suavemente os infinitos valores que estão
dentro de um intervalo, enquanto que uma
onda ou sinal digital estará em apenas um dos
vários valores discretos. Portanto, a forma da onda será mais
quadrada ou em forma de degrau. Vamos dar uma olhada em um exemplo
para que isso faça mais sentido. Eu gosto de música, então,
vamos falar sobre o som. O som é um sinal analógico,
ou uma onda. Então, se a gente olhar
para o gráfico de um som, temos aqui o volume
em relação ao tempo. Repare que a curva terá uma forma
de onda analógica contínua e suave. A amplitude,
ou seja, o volume, e a frequência, ou seja,
a afinação que ouvimos, estarão mudando continuamente
entre os infinitos valores possíveis. Isso ocorre porque as ondas sonoras,
ou seja, a vibração das partículas que se propagam pelo ar,
mudam continuamente. A primeira tecnologia de
gravação e reprodução de som imprimiu essa onda analógica
diretamente em um material. Por exemplo, os gravadores imprimem
uma onda sonora em um vinil, a as fitas cassetes imprimem
a onda sonora na fita. Agora, um detalhe importante
a falar é que, nessa tecnologia, o som é representado
exatamente como foi gravado. Mas, para isso, a forma da onda
precisa permanecer intacta, ok? O problema nisso é que,
se algo acontecer com o vinil, como por exemplo,
ele ser arranhado, ou com a fita cassete,
que pode ser amassada, isso vai acabar deformando
diretamente a onda. Com isso, você nunca mais vai
conseguir reproduzir o som exatamente como
ele foi gravado. Com o passar do tempo,
a tecnologia avançou e as ondas sonoras
foram digitalizadas. Mas como isso foi feito? Observe a nossa onda
sonora analógica. Temos uma onda
analógica suave, que assume qualquer
número de valores infinitamente possíveis
dentro dessa faixa. Para digitalizar essa onda, vamos atribuir números
à amplitude em diferentes pontos. Observe essa magia. Para fazer isso, a gente vem
até aqui e cria uma escala. Ou seja, estamos dividindo as
amplitudes em possibilidades discretas. Assim, podemos
percorrer a onda e, em pontos
específicos da onda, medir qual é a amplitude
com base nessa escala. Aqui, por exemplo, estamos
no primeiro ponto da escala. Aqui, estamos no segundo
ponto dessa escala. Depois, o primeiro novamente. Depois, o terceiro. Em seguida, o segundo. Depois, o quarto. E, por último,
de volta ao primeiro. Agora que dividimos
esse caminho em níveis, podemos atribuir números e efetivamente transformar esta onda
analógica em um conjunto de números: 1, 2, 1, 3, 2, 4, 1. Pronto, nossa onda
foi digitalizada. Agora, essa onda digitalizada
pode ser reproduzida por meio de um alto-falante
para recriar a onda analógica. Contanto que a amostragem
seja reproduzida em uma taxa
rápida o suficiente, os humanos não conseguem
sentir a diferença. Conseguiu compreender? A digitalização das ondas consiste
em atribuir números específicos a algumas das propriedades
mecânicas das ondas. O importante aqui é que,
agora que a onda foi digitalizada, a onda sonora digitalizada pode
ser armazenada, processada e comunicada de forma
confiável com computadores. Claro, algumas informações são
perdidas no processo de conversão, mas, depois que a onda é digitalizada,
sua qualidade nunca se deteriora. E isso permite uma tecnologia
muito mais confiável, porque a onda é
representada por números, em vez de ser fisicamente
impressa em algum material. Devido a isso,
os humanos preferem armazenar informações,
como o som, de forma digital. E há maneiras de transformar
sinais analógicos, que podem representar qualquer
um dos infinitos valores possíveis, em informações digitais, o que é útil, porque as informações
são armazenadas apenas em vários níveis
discretos ou separados. Enfim, conseguiu compreender
tudo direitinho? Eu espero que sim. E, mais uma vez, eu quero deixar
para você aqui um grande abraço, e dizer que te encontro
na próxima. Então, até lá!