วันเสาร์ที่ 3 กันยายน พ.ศ. 2554

ทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปหนึ่งที่ส่งผ่านจากดวงอาทิตย์โดยการแผ่รังสี พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบไปด้วย สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า โดยที่ทิศทางของสนามไฟฟ้าและทิศทางของสนามแม่เหล็ก มีการเคลื่อนที่ของคลื่นตั้งฉากซึ่งกันและกัน (แบบฮาร์โมนิค (Hamonic) คือ มีช่วงซ้ำและจังหวะเท่ากันในเวลาหนึ่งและมีความเร็วเท่าแสง) ซึ่งมีความสัมพันธ์กันดังนี้

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบไปด้วยคลื่นที่มีความยาวช่วงคลื่นในหลากหลายช่วงคลื่น ตั้งแต่สั้นที่สุดไปจนถึงยาวที่สุด ซึ่งในแต่ละช่วงคลื่นจะมีคุณสมบัติเฉพาะตัว ความยาวคลื่นและความถี่คลื่นมีความสัมพันธ์กันแบบผกผัน กล่าวคือ ถ้าความยาวคลื่นมาก ความถี่จะน้อย หรือความยาวคลื่นน้อย ความถี่จะมาก โดยทั่วไป หน่วยวัดความยาวคลื่นที่ใช้ในงานรีโมทเซนซิง มักใช้เป็น ไมโครเมตร


ตาราง แสดงประเภทของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ประเภทคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ความยาวช่วงคลื่น

ความถี่

คุณสมบัติ

1. รังสีแกมมา (gamma ray)

< 0.03 nm.

> 3,000 THz

ถูกดูดกลืนทั้งหมดโดยชั้นบรรยากาศชั้นบน จึงไม่ได้นำมาใช้ประโยชน์ในการสำรวจจากระยะไกล

2. รังสีเอกซ์ (x-ray)

0.03-3.0 nm.

> 3,000 THz

ถูกดูดกลืนทั้งหมดโดยชั้นบรรยากาศชั้นบนเช่นกัน จึงไม่ได้นำมาใช้ประโยชน์ในการสำรวจจากระยะไกล

3. รังสีอัลตราไวโอเลต (ultraviolet)

0.03-0.4 mm

750-3,000 THz

ช่วงคลื่นสั้นกว่า 0.3 mm ถูกดูดซึมทั้งหมดโดยโอโซน (O3) ในบรรยากาศชั้นบน

4. คลื่นอัลตราไวโอเลตที่ใช้ในการถ่ายภาพ
(photographic ultraviolet band)

0.03-0.4 mm

750-3,000 THz

ช่วงคลื่นนี้สามารถผ่านชั้นบรรยากาศได้ สามารถถ่ายภาพด้วยฟิล์มถ่ายรูป แต่มีการกระจายในชั้นบรรยากาศเป็นอุปสรรค

5. คลื่นตามองเห็น (visible)

0.4-0.7 mm

430-750 THz

เป็นช่วงคลื่นที่บันทึกด้วยฟิล์มถ่ายภาพและอุปกรณ์บันทึกภาพได้ดี โดยเป็นช่วงคลื่นที่ดวงอาทิตย์มีการสะท้อนพลังงานสูงสุด (reflected energy peak ที่ 0.5 mm) ช่วงคลื่นนี้แบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มที่ตอบสนองต่อสายตามนุษย์ คือ

ประเภทคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ความยาวช่วงคลื่น

ความถี่

คุณสมบัติ

0.4-0.5 mm. ช่วงคลื่นสีน้ำเงิน
0.5-0.6 mm. ช่วงคลื่นสีเขียว
0.6-0.7 mm. ช่วงคลื่นสีแดง
ซึ่งเป็นแม่สีแสงที่ก่อให้เกิดสีต่างๆ ที่เรามองเห็นในธรรมชาติ

6. คลื่นอินฟราเรด (infrared)
แบ่งออกเป็นช่วงคลื่นย่อย ดังนี้

ช่วงคลื่นระหว่าง 0.7-0.9 mm สามารถถ่ายภาพด้วยฟิล์มพิเศษ เรียกว่า photographic infrared film และเป็นช่วงที่โลกสะท้อนพลังงานสูงสุดที่ 9.7 mm

6.1 อินฟราเรดใกล้ (near infrared)

0.7-1.3 mm

230-430 THz

มีประโยชน์ต่อการศึกษาด้านพืชพรรณ การแยกแยะดินกับน้ำ

6.2 อินฟราเรดคลื่นสั้น
(short wave infrared)

1.3-3.0 mm

100-230 THz

มีประโยชน์ต่อการศึกษาด้านการใช้ที่ดินแร่ธาตุ

6.3 อินฟราเรดคลื่นกลาง
(middle wave infrared)

3.0-8.0 mm

38-100 THz

มีประโยชน์ด้านการแยกแยะแร่ธาตุวัตถุสะท้อนแสงสูง

6.4 อินฟราเรดความร้อน
(thermal infrared)

8.0-14.0 mm

22-38 THz

ใช้ศึกษาโรคพืชเนื่องจากความร้อน ความแตกต่างของความร้อนในพื้นที่ศึกษา ความแตกต่างของความชื้นของดิน

6.5 อินฟราเรดไกล (far infrared)

14.0 mm – 1 mm.

0.3-22 THz

ไม่ปรากฏการประยุกต์ใช้เพราะคลื่นนี้จะถูกชั้นบรรยากาศดูดกลืนจนเกือบทั้งหมด

7. คลื่นไมโครเวฟ (microwave)
แบ่งตามขนาดความยาวคลื่นได้
3 กลุ่มย่อย

0.1-30.0 cm.

เป็นช่วงคลื่นยาวที่สามารถทะลุผ่านหมอก เมฆ และฝนได้ สามารถบันทึกข้อมูลได้ทั้งระบบพาสซีฟและแอคทีฟ

7.1 ช่วงคลื่นขนาดมิลลิเมตร

1.0-10.0 mm.

30-300 GHz

7.2 ช่วงคลื่นขนาดเซนติเมตร

1.0-10.0 mm.

3-30 GHz

7.3 ช่วงคลื่นขนาดเดซิเมตร

0.1-1.0 dm.

0.3-3 GHz

8. คลื่นเรดาร์ (radar)
มีแบ่งย่อยเป็นช่วงคลื่นที่สำคัญ ดังนี้

0.1-30.0 cm.

30-300 MHz

เป็นระบบแอคทีฟ ที่สามารถทะลุผ่านหมอก เมฆ และฝนได้

8.1 Ka band

10 mm.

8.2 X band

30 mm.

8.3 L band

25 cm.

9. คลื่นวิทยุ (radio)

1 m. – 100 km.

3 KHz–300 MHz

เป็นช่วงคลื่นที่ยาวที่สุด บางครั้งมีเรดาร์อยู่ในช่วงนี้ด้วย


อ้างอิงแหล่งที่มาของข้อมูล/ภาพ

http://www.gis2me.com/th/?p=784

ศุทธินี ดนตรี, ความรู้พื้นฐานด้านการสำรวจจากระยะไกล (Remote Sensing), 2544, หน้า 3-7 ถึง 3-8


ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น