COMPRIMENTO DE ONDA (μm)

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