Semesta memancarkan radiasi ke semua arah longitudinal dan gelombang spektrum elektromagnetik. Radiasi ini hadir di semua bidang kehidupan dan memungkinkan berfungsinya sebagian besar ekosistem planet dan menghangatkan kita dengan mentransmisikan energi. Namun, ada sifat di atmosfer yang memungkinkan lewatnya radiasi tertentu ke permukaan bumi dan disebut Jendela Atmosfer.
Apa itu Jendela Atmosfer?
Ini adalah kekuatan khusus atmosfer bumi untuk menjadi transparan terhadap radiasi tertentu yang datang dari luar angkasa dan pada gilirannya mencegah lewatnya radiasi lain ke permukaan yang akan membuat keberadaan kehidupan di bumi menjadi tidak mungkin. Umumnya, radiasi yang diizinkan masuk ke permukaan bumi dari Kosmos adalah gelombang radio dan cahaya tampak. (ditambah sebagian kecil dari radiasi infra merah dan ultraviolet) yang sesuai dengan apa yang disebut jendela optik dan radio.
Jendela Optik dan Radio
Atmosfer bumi memiliki kapasitas untuk menyerap radiasi elektromagnetik dari alam semesta di sebagian besar panjang gelombangnya. Ada pita yang atmosfernya hampir transparan, dan dua di antaranya cukup luas untuk menarik minat astronomi dan menjadi target studi lanjutan.
Yang paling terkenal adalah "Jendela Optik", yang memungkinkan lewatnya gelombang elektromagnetik yang umumnya dikenal sebagai spektrum tampak: panjang gelombang dari sekitar 300 hingga 1.000 nanometer (0,3 hingga 1 pikometer). Yang kedua dikenal sebagai "Jendela Radio" yang memanjang dalam panjang gelombang dari 1 milimeter hingga 15 meter, (300 Ghz - 20 Mhz).
Di zona antara jendela optik dan jendela radio, penyerapan atmosfer terutama disebabkan oleh air dan karbon dioksida, (beberapa pita transparan sebagian juga terlihat di sini). Mengenai panjang gelombang terpanjang (antara 1 mm dan 1 cm), mereka bertanggung jawab untuk penyerapan, terutama, oksigen dan uap air.
Jendela Atmosfer ke Spektrum Elektromagnetik
Spektrum Elektromagnetik disebut alokasi energi dari himpunan gelombang elektromagnetik yang dipancarkan atau diserap oleh suatu zat. Spektrum dapat diamati dengan menggunakan spektroskop bahwa, selain memberikan kemungkinan untuk mengamati spektrum, memungkinkan dilakukan pengukuran pada spektrum tersebut, seperti panjang gelombang, frekuensi dan intensitas radiasi.
Spektrum Elektromagnetik berkembang dari radiasi panjang gelombang yang lebih pendek, seperti sinar gamma dan sinar-X, melalui sinar ultraviolet, cahaya tampak dan sinar inframerah, ke gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang lebih panjang, seperti gelombang radio. Ada kemungkinan bahwa batas panjang gelombang terkecil adalah panjang Planck dan batas maksimum adalah ukuran Semesta, meskipun sains secara resmi menegaskan spektrum elektromagnetik tidak terbatas dan terus menerus.
Rentang Spektrum
Spektrum mencakup energi gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang berbeda. Frekuensi 30 Hz dan di bawahnya sering dihasilkan oleh nebula bintang tertentu dan relevan dengan studi mereka. Frekuensi sangat tinggi seperti 2.9 * 1027 Hz telah ditemukan.Gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi memiliki panjang gelombang pendek dan energi tinggi, sedangkan gelombang frekuensi rendah memiliki panjang gelombang panjang dan energi rendah.
Namun, setiap kali gelombang elektromagnetik berada dalam medium (materi), panjang gelombangnya berkurang. Panjang gelombang radiasi elektromagnetik, terlepas dari media yang dilaluinya, umumnya dinyatakan dalam panjang gelombang dalam ruang hampa. Radiasi elektromagnetik biasanya diklasifikasikan menurut panjang gelombang: gelombang radio, gelombang mikro, inframerah dan daerah tampak, yang kita amati sebagai cahaya, sinar ultraviolet, sinar-X dan sinar gamma.
Gelombang radio
Gelombang radio biasanya digunakan oleh antena dengan ukuran yang sesuai (menurut prinsip resonansi), dengan panjang gelombang mulai dari ratusan meter hingga sekitar satu milimeter. Penggunaannya berlaku untuk transmisi data, melalui modulasi. Dari jaringan nirkabel, telepon seluler, televisi, dan pencitraan resonansi magnetik, hanyalah beberapa dari penggunaan paling populer yang disebut "Gelombang Radio".
Microwave
Mereka adalah gelombang frekuensi tinggi dan karena itu memiliki panjang gelombang yang sangat pendek, maka namanya. Sifat karakteristiknya adalah untuk membangkitkan molekul air dan terletak di antara sinar infra merah dan gelombang radio konvensional. Ini memiliki panjang gelombang perkiraan 1 mm hingga 30 cm. Penggunaannya dibuktikan dalam oven microwave untuk memanaskan makanan yang mengandung cairan.
gelombang inframerah
Inframerah adalah gelombang spektrum elektromagnetik yang terletak di antara cahaya merah tampak dan gelombang awal wilayah gelombang radio. Dalam ruang Spektrum Elektromagnetik dipahami bahwa radiasi inilah yang kita amati sebagai panas.
wilayah yang terlihat
Ini adalah radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang sekitar 400 nm dan 700 nm. Dalam rentang ini, Matahari dan bintang-bintang serupa menghasilkan sebagian besar radiasi dan frekuensinya di atas inframerah. Cahaya yang kita amati sebenarnya adalah bagian kecil dari spektrum elektromagnetik. Pelangi adalah sampel dari bagian yang terlihat dari spektrum elektromagnetik.
Sinar ultraviolet
Juga dikenal sebagai sinar UV, itu adalah radiasi dengan panjang gelombang lebih pendek dari ujung ungu dari spektrum yang terlihat. Karena energinya, radiasi ultraviolet dapat memutuskan ikatan kimia, membuat molekul menjadi sangat reaktif atau mengionisasinya, yang akan menjadi penjamin perubahan perilaku mereka, karena alasan inilah kulit terbakar dan bahkan kanker dikaitkan dengan sinar UV pada kulit.
Sinar X
Sinar-X datang setelah ultraviolet. Sinar-X keras memiliki panjang gelombang yang lebih pendek daripada sinar-X lunak. Kegunaannya berlaku untuk melihat melalui beberapa objek. Emisi sinar-X dari bintang neutron dan piringan akresi memungkinkan studi tentang gelombang elektromagnetik ini. Sinar-X berguna dalam kedokteran dan industri. Bintang dan terutama beberapa jenis nebula adalah pemancar utama sinar-x.
Sinar gamma
Sinar Gamma datang setelah Sinar-X dan merupakan foton paling energik, dan batas bawah panjang gelombangnya tidak diketahui. Mereka memberikan kegunaan bagi para astronom dalam mempelajari objek atau wilayah berenergi tinggi, dan berguna bagi fisikawan karena kemampuan penetrasinya dan produksi radioisotopnya. Dimensi gelombang sinar gamma diukur dengan akurasi tinggi dengan menggunakan hamburan Compton.
Spektrum Emisi dan Penyerapan
Spektrum Emisi Atom suatu unsur adalah sekumpulan frekuensi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh atom unsur tersebut, dalam keadaan gas, ketika energi dikomunikasikan kepadanya. Spektrum emisi setiap elemen unik dan dapat digunakan untuk menentukan apakah elemen tersebut merupakan bagian dari senyawa yang tidak diketahui.
Spektrum serapan menunjukkan fraksi radiasi elektromagnetik insiden yang diserap material dalam rentang frekuensi. Setiap unsur kimia memiliki garis serapan pada panjang gelombang tertentu, fakta yang berkaitan dengan perbedaan energi orbital atom yang berbeda. Sebenarnya, spektrum serapan digunakan untuk mengidentifikasi unsur-unsur komponen dari beberapa sampel, seperti cairan dan gas; di luar, dapat digunakan untuk menentukan struktur senyawa organik.
Penting untuk menunjukkan bahwa, dalam apa yang dikenal sebagai Jendela Atmosfer, hanya ada sangat sedikit atau tidak ada penyerapan atau emisi radiasi elektromagnetik oleh komponen udara antara objek yang akan diukur dan alat ukur.