1. الأساسيات الفيزيائية

الطيف الكهرومغناطيسي

إن الضوء وألوانه بما في ذلك الغير مرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية كل هذا ليس سوى بعض أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي. يمكن للعين البشرية رؤية جزء من الطيف الكهرومغناطيسي فقط، وهو الجزء الذي يحتوي على الألوان الطيفية المرئية؛ لكن يمكن لبشرتنا أن تستشعر أيضًا اختلافات درجة الحرارة التي تنشأ عن الإشعاع الغير المرئي.

الإشعاع الكهرومغناطيسي هو أحد أشكال انتشار الطاقة. وتتغير شدة إشعاعيته عند ترددات مختلفة أو أطوال موجية مختلفة. ينتشر الإشعاع بسرعة الضوء (يمكن العثور على المزيد حول التردد وطول الموجة وسرعة الضوء في الوحدة التعليمية فهم الأطياف الضوئية من الأرض).

يتم التعبير عن الطيف الكهرومغناطيسي بالشدة الإشعاعيه بمعادلة متغيرها التردد (بوحدة هيرتز) أو الطول الموجي (ووحدته ميكرومتر أو مليمتر أو متر) انظر الشكل أدناه.

ينقسم الطيف الكهرومغناطيسي إلى عدة أقسام تبدأ بطول موجي قصير للغاية ونطاق تردد عالٍ مثل الأشعة السينية (حوالي 0.01 ميكرومتر). ويتبع ذلك الأشعة فوق البنفسجية بطول موجي 0.1 ميكرومتر. اما الضوء المرئي والذي يمكن للعين البشرية رؤيته، يمتد من 0.38 ميكرومتر إلى 0.78 ميكرومتر ويتراوح بين الألوان البنفسجي والأزرق والأخضر والأصفر وصولا للبرتقالي وحتى الأحمر. وبعد جزء الطيف المرئي، يجد المرء طيف الأشعة تحت الحمراء متبوعا بأطوال موجية أكبر مثل الموجات الدقيقة (الميكرويف) والموجات اللاسلكية (الراديو). وتنقسم الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة والأشعة تحت الحمراء المتوسطة أو الحرارية والأشعة تحت الحمراء البعيدة (يمكن العثور على مزيد من المعلومات في البرنامج التعليمي حول فهم الأطياف الضوئية من الأرض).

مصادر الإشعاع الكهرومغناطيسي هي الشمس وحرارة الأرض بما تصدره من الأشعة تحت الحمراء وكذلك أجهزة استشعار الأقمار الصناعية النشطة.