COMPRIMENTO DE ONDA (μm)
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A Visão é o sentido predileto do ser humano. É tão natural que não percebemos a sua complexidade. Os olhos transmitem imagens deformadas e incompletas do mundo exterior que o córtex filtra e o cérebro interpreta. O olho humano permite, com o ar limpo, perceber uma chama de vela em até 15 km e um objeto linear no mapa com dimensão de 0,2mm. A RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA (REM) E= Campo Elétrico; M = Campo Magnético; XZ= Plano de excitação do campo elétrico; YZ= Plano de excitação do campo magnético; Z=Direção de propagação da onda eletromagnética X λ= Comprimento de Onda E (distância mínima, para uma das componentes, entre duas posições de MESMA INTENSIDADE) E Y M Ζ f = Frequência (número de ciclos (ondas) por segundo que passa por um determinado ponto da trajetória da REM) C = Velocidade da Luz (vácuo) (3x 108 ms-1) PROPRIEDADES DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA Onda não transmitida Onda não polarizada Onda polarizada PROPRIEDADES DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA • A Matéria é composta por moléculas: O3 H2O CO2 • A Matéria é composta por átomos: PROPRIEDADES DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA • A temperaturas superiores à 0o Kelvin os átomos e moléculas mantêm-se em constante agitação provocando emissão de radiação eletromagnética. • Portanto, todo corpo com temperatura (T) > 0o K é uma fonte de radiação eletromagnética FONTES DE RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA EM SENSORIAMENTO REMOTO Principal fonte de radiação: sol Energia radiante proveniente do sol: fluxo radiante Corpo negro: objeto que emite toda a energia que possui e absorve toda a energia nele incidente. Na natureza, corpos negros não existem, são modelos para compreensão do processo de radiação. AAabsorção absorçãoinfrainfravermelha é causada vermelha é causada por porvapor vapordágua dágua eedióxido de dióxido decarbono carbono ABSORÇÃO ATMOSFÉRICA 0.20 H λ (Wm-2 Å -1 ) Curva de Irradiação Solar ao Nível do Mar Curva de um Corpo Negro a 6000K 0.15 O3: Ozonio H2O: vapor d´agua H2O, CO2; vapor d´agua e dióxido carbono 0.10 0.05 12 3 4 5 7 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 COMPRIMENTO DE ONDA (µm) 2.4 2.8 3.2 Interação da REM com o meio físico modelo corpuscular (ou quântico) REM é concebida como o resultado da emissão de pequenos pulsos de energia modelo ondulatório REM se propaga na forma de ondas formadas pela oscilação dos campos elétrico e magnético PROPRIEDADES DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA Intensidade Radiante • Função: • a temperatura do corpo • a composição do corpo Espectro eletromagnético conjunto de comprimentos de onda que compõem a REM e que pode ser dividido, didaticamente, em um certo número de regiões espectrais. O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO A unidade fundamental no fenômeno eletromagnético é o fóton, que é uma partícula subatômica a qual corresponde a radiação provocada pela matéria quando é excitada termalmente, ou por processos nucleares (fusão, fissão) ou por outras radiações. Os fótons não possuem massa, viajam a velocidade da luz (300.000 km/s) e se movem, na maioria das vezes como ondas que são descritas como funções trigonométricas (senoides). 1 m = 1000 mm 1 mm = 1000 µm (micrômetro) 1 µm = 1000 nm (nanometro .Comprimento de onda longo .Baixa freqüência .Baixa energia . Comprimento de onda curto . Alta freqüência . Alta energia O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO - REGIÃO DO VISÍVEL Sensoriamento Remoto Interplanetário Sistemas de Rastreamento Visível e Infra-vermelho Radiômetros para Microondas Fotografia Sistemas de Radar Olho Humano RADIO MICROONDAS INFRAVERM. TÉRMICO INFRAVERM. TÉRMICO INFRAVERM. ULTRAVIOL.. RAIOS X RAIOS GAMA Qualquer energia naturalmente emitida com comprimentos de onda grandes EX. emissão de microondas a partir do terreno, é mais difícil de ser detectada do que radiação mais estreitos (e.g., IF-termal). Os sensores que coletam dados de radiação de amplos comprimentos de onda precisam coletar a radiação de alvos largos ou durante um período maior de tempo. regiões com denominações próprias: (espectro fotográfico) (espectro refletivo) (espectro emissivo) (espectro infra-vermelho termal) (espectro de microondas) ... O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO (EM): conceitos O EM é dividido arbitrariamente em regiões ou intervalos para os quais existe uma determinada terminologia. Nos maiores níveis energéticos (alta freqüência e comprimento de onda curto) temos os raios gama e os raios X,, os comprimentos de onda são medidos em Angstrom (Ao) que equivale a 10-8 cm. A radiação ultravioleta varia de 300 Ao até 4000 Ao. A região do visível varia entre 0.4 micrômetros (um) até 0.7 um , ou seja, 4000 Aoaté 7000 Ao, ou 400 nanômetros (nm) até 700 nm. A região do infravermelho varia de 0.7 um até 100 um, com 4 sub-regiões: IR refletido (0.7 um até 3 um), filme fotográfico IR (0.7 um até 0.9 um) e duas bandas termais (3 um até 5 um e 8 um até 14 um). A região de micro-ondas varia de 0.1cm até 100cm. As ondas de rádio possuem um comprimento de onda maior que 100cm PRINCIPAIS BANDAS DE ABSORÇÃO ATMOSFÉRICA Componentes da Bandas de Absorção (µm) Atmosfera Vapor d'água 0,72; 0,82; 0,93; 1,13; 1,38; 1,86; 2,01; 2,68; 3,6; 4,5;6,13; 17 Dióxido de Carbono 1,4; 1,6; 2,0; 2,7; 4,3; 4,8; 5,2; 14,7 Ozônio 0,15; 0,25; 0,30; 0,60; 9,6 Oxigênio 0,18; 0,25;0,69; 0,76; NOMES DOS COMPRIMENTOS DE ONDA Nome da Região Visível Infravermelha Microondas Nome do Comprimento de Onda Comprimento de Onda Violeta 0,38 – 0,45 µm Azul 0,45 – 0,49 µm Verde 0,49 – 0,56 µm Amarelo 0,56 – 0,59 µm Laranja 0,59 - 0,62 µm Vermelho 0,63 – 0,76 µm Infravermelho Próximo 0,80- 1,50 µm Infravermelho de Ondas Curtas 1,50- 3,00 µm Infravermelho Médio 3,00-5,00 µm Infravermelho Longo (Termal) 5,00-15,0 µm Infravermelho Distante 15,0 – 300 µm Submilimétrica 0,01- 0,10 cm Milímetro 0,10 –1,00 cm Microondas 1,0 – 100 cm DIAGRAMA APRESENTANDO A RELATIVA TRANSMISSÃO DE RADIAÇÃO EM DIFERENTES COMPRIMENTOS DE ONDA V i s í v e l Freqüência Infravermelho Micro-ondas RADAR Comprimento de onda OPACO DEVIDO A PRESENÇA DE ÁGUA: mínima passagem ou saída de radiação JANELA ATMOSFÉRICA: penetração ou saída máxima de radiação UV TRANSMITÂNCIA ATMOSFÉRICA V I S NIR SWIR MWIR Transmitância Total (%) ALTA BAIXA Comprimento de Onda (µm) LWIR COMPRIMENTO DE ONDA E FREQÜÊNCIA Comprimento de onda: representa a distância entre pontos equivalentes encontrados em uma trajetória ondular. Freqüência: número de oscilações por unidade de tempo ou número de comprimentos de onda que passam por um ponto por unidade de tempo O comprimento de onda é o inverso da freqüência. Assim, altas freqüências são associadas a comprimentos de onda curtos e baixas freqüências são associadas a grandes comprimentos de onda A quantidade de energia de um fóton, em ergs, é dada pela seguinte equação: E = hv h, representa a constante de Plank (6.6260*10-34 Joules-sec e v representa a freqüência
