Електромагнітне випромінювання
У цьому розділі
По-перше, джерело енергії у вигляді електромагнітне випромінювання необхідний для освітлення цілі, якщо ціль сама не виробляє цю енергію.
[Текстова версія]
Згідно з теорією хвиль, все електромагнітне випромінювання має основні властивості і поводиться передбачувано. Електромагнітне випромінювання складається з електричного поля (Е) і магнітного поля (М). Електричне поле змінюється за величиною і орієнтоване перпендикулярно напрямку поширення випромінювання. Магнітне поле орієнтоване перпендикулярно електричному полю. Два поля рухаються зі швидкістю світла (c).
[Текстова версія]
Щоб зрозуміти дистанційне зондування, важливо зрозуміти два компоненти електромагнітного випромінювання, а саме довжину хвилі та частоту.
[Текстова версія]
Довжина хвилі еквівалентна довжині циклу хвилі, яка є відстанню між двома послідовними піками хвилі. Довжина хвилі, як правило, представлена грецькою літерою лямбда (λ) і вимірюється в метрах або в одній із цих підмножин, таких як нанометрів (нм, 10 -9 метрів), мікрометрів (мкм, 10 -6 метрів) або сантиметрів (см, 10 -2 метри). Частота являє собою кількість коливань в одиницю часу. Частота, як правило, вимірюється в герцах (Гц) (тобто в коливаннях в секунду) або в кратних значеннях Герц.
Наступна формула ілюструє взаємозв'язок між довжиною хвилі та частотою:
Отже, довжина хвилі і частота обернено пропорційні, тобто чим менша довжина хвилі, тим вища частота, і чим довша довжина хвилі, тим вища частота. Для того, щоб зрозуміти інформацію, отриману з даних дистанційного зондування, важливо зрозуміти характеристики електромагнітного випромінювання. Зараз ми розглянемо класифікацію електромагнітного випромінювання.
Ти знав?
. Ультразвук, супутникові карти погоди, радіолокатори контролю швидкості, випускні фотографії та ехолоти (як від човнів, так і від кажанів!) Усі це можна вважати формами дистанційного зондування. Лікарні використовують КТ, магнітний резонанс (який дає тривимірні зображення людської тканини), ультразвук та рентген, щоб створити зображення нашого тіла. Усі ці методи є прикладами неінтрузивного (інвазивного) дистанційного зондування.
. Ви можете використовувати осцилограф, електронний прилад, який візуалізує хвилі, подібні до електромагнітного випромінювання, щоб побачити довжину хвилі та частоту вашого голосу. Високочастотні звуки мають короткі довжини хвиль і високі частоти, тоді як низькі звуки мають низьку частоту і довжину хвилі. На думку вчених, Земля вібрує з дуже низькою частотою, що видає звук, занадто низький, щоб його чуло людське вухо. Той самий принцип (застосований до світлових хвиль) використовується астрономами для розрахунку швидкості відстані певних зірок.
Поняття довжини хвилі та частоти важливі для розуміння доплерівського зсуву. Доплерівський зсув пояснює, чому звукові та світлові хвилі сприймаються стисненими або розширеними, якщо об'єкт, що їх виробляє, рухається відносно приймача. Наприклад, коли поїзд або гоночний вагон прямують до нас, ми чуємо звуки все більшої та більшої частоти, поки об'єкт не досягне нас. Коли об’єкт віддаляється від нас, ми чуємо звуки все нижчої та нижчої частоти. В астрономії ми застосовуємо той самий принцип до світла, щоб визначити швидкість руху зірок по відношенню до нас (вимірювання червоного зміщення).
Швидке запитання
Першим елементом, необхідним для дистанційного зондування, є джерело енергії для освітлення цілі. Як ви думаєте, яке найпоширеніше джерело електромагнітної енергії, до якого ми маємо доступ? Який пристрій дистанційного зондування ми використовуємо для сприйняття цієї енергії? Відповідь така.
Якщо швидкість світла 3 x 10 8 м/с, обчисліть довжину хвилі випромінювання, яке має частоту 500 000 ГГц (ГГц = гігагерц = 10 9 Гц). Висловіть свою відповідь у мікрометрах (мкм). Відповідь така.
Швидке запитання - відповідь
1. Сонце є найпоширенішим джерелом електромагнітної енергії і використовується як основне початкове джерело енергії у дистанційному зондуванні. Наші очі - це прилади дистанційного зондування, які ми використовуємо для вловлювання випромінювання від Сонця. Їх можна вважати датчиками дистанційного зондування (і вони дуже хороші), оскільки вони вловлюють видиме світло від Сонця, що дозволяє нам бачити. Є й інші види світла, які невидимі неозброєним оком. ми обговоримо це далі.
[Текстова версія]
Використовуючи рівняння, яке демонструє взаємозв'язок між довжиною хвилі та частотою, ми можемо розрахувати довжину хвилі випромінювання, яка має частоту 500000 ГГц.