宇宙は、電磁スペクトルのすべての縦方向と波に放射を発します。 この放射線は生命のすべての領域に存在し、地球の生態系のほとんどの機能を可能にし、エネルギーを伝達することによって私たちを暖めます。 しかし、大気中には特定の放射線が地表に通過することを可能にする性質があり、 大気の窓.
大気の窓とは何ですか？
宇宙からやってくる特定の放射線を透過し、地球上の生命の存在を不可能にする他の放射線が地表に通過するのを防ぐのは、地球の大気の特別な力です。 一般的に、宇宙から地球の表面に入ることができる放射線は電波と可視光線です。 （プラスのごく一部 赤外線放射 および紫外線） いわゆる光学窓と無線窓に対応します。
光学および電波窓
地球の大気には、ほとんどの波長で宇宙からの電磁放射を吸収する能力があります。 雰囲気がほぼ透明なバンドがあります、およびこれらのうちのXNUMXつは、天文学的な関心があり、継続的な研究の対象となるのに十分な幅があります。
最もよく知られているのは「光学窓」で、これは一般に可視スペクトルとして知られている電磁波の通過を可能にします。波長は約300〜1.000ナノメートル（0,3〜1ピコメートル）です。 1つ目は、15ミリメートルから300メートル（20 Ghz〜XNUMX Mhz）の波長で広がる「電波の窓」として知られています。
光学窓と電波窓の間のゾーンでは、大気吸収は主に水と二酸化炭素によるものです（ここでも部分的に透明なバンドがいくつか見られます）。 最も長い波長（1mmから1cmの間）に関しては、それらは主に酸素と水蒸気の吸収に関与しています。
電磁スペクトルに対する大気窓
電磁スペクトルは、物質によって放出または吸収される一連の電磁波のエネルギー配分と呼ばれます。 分光器を使用してスペクトルを観察できます それは、スペクトルを観察する可能性を与えることに加えて、放射の波長、周波数、強度などの測定をスペクトルで行うことを可能にします。
電磁スペクトルは、ガンマ線やX線などの短波長の放射から、紫外線、可視光、赤外線を介して、電波などの長波長の電磁波にまで拡大します。 最小波長の限界はプランク長であり、最大限界は宇宙のサイズである可能性がありますが、 科学は、電磁スペクトルが無限で連続的であると正式に主張しています.
スペクトル範囲
スペクトルは、異なる波長の電磁波のエネルギーをカバーしています。 30 Hz以下の周波数は、特定の恒星星雲によって生成されることが多く、それらの研究に関連しています。 2.9 * 1027 Hzなどの非常に高い周波数が発見されています。高周波の電磁波は短波長で高エネルギーですが、低周波の電磁波は長波長で低エネルギーです。
しかし、電磁波が媒体（物質）にあるときはいつでも、それらの波長は減少します。 電磁放射の波長は、それらが通過する媒体に関係なく、一般に真空中の波長の観点から引用されます。 電磁放射は通常、波長によって分類されます：電波、マイクロ波、赤外線、可視領域。光、紫外線、X線、ガンマ線として観測されます。
電波
電波は通常、適切なサイズのアンテナ（共振の原理による）で使用され、波長は数百メートルから約XNUMXミリメートルの範囲です。 その使用は、変調によるデータ伝送に適用できます。 ワイヤレスネットワークから、携帯電話、テレビ、磁気共鳴画像法は、いわゆる「電波」の最も一般的な用途のほんの一部です。
電子レンジ
それらは高周波であるため、波長が非常に短いため、その名前が付けられています。 それらの特徴的な特性は水分子を励起することであり、それらは赤外線と従来の電波の間に位置しています。 それは1mmから30cmまでのおおよその波長を持っています。 その使用は、液体を含む食品を加熱するための電子レンジで証明されています。
赤外線波
赤外線は、可視赤色光と電波領域の開始波の間にある電磁スペクトルの波です。 電磁スペクトルの空間では、この放射が私たちが熱として気づくものであることが理解されています。
可視領域
波長約400nm、700nmの電磁放射です。 この範囲では、太陽とそれに類似した星がほとんどの放射を生成し、それらの周波数は赤外線を上回っています。 私たちが観察する光は、実際には電磁スペクトルのごく一部です。 虹は、電磁スペクトルの可視部分のサンプルです。
紫外線
紫外線とも呼ばれ、可視スペクトルの紫色の端よりも短い波長の放射線です。 そのエネルギーのために、紫外線は化学結合を破壊し、分子を非常に反応性にしたり、電離させたりする可能性があります。これは、分子の挙動の変化を保証するものです。このため、日焼けや癌でさえ、皮膚の紫外線に起因します。
X線
X線は紫外線の後に来ます。 硬X線は軟X線よりも波長が短いです。 その有用性は、いくつかのオブジェクトを通して見るために適用できます。 中性子星や降着円盤からのX線の放出は、これらの電磁波の研究を可能にするものです。 X線は医学や産業で役立ちます。 星、特にいくつかの種類の星雲は、X線の主な放射源です。
ガンマ線
ガンマ線はX線の後に来て、最もエネルギーの高い光子であり、それらの波長の下限は不明です。 それらは、高エネルギーの物体や領域を研究する際に天文学者に有用性を提供し、それらの透過能力と放射性同位元素の生成のために物理学者に役立ちます。 ガンマ線の波の大きさは、コンプトン散乱によって高精度に測定されます。
発光および吸収スペクトル
元素の原子発光スペクトルは、エネルギーが元素に伝達されるときに、気体状態でその元素の原子によって放出される電磁波の周波数のセットです。 各元素の発光スペクトルは一意であり、その元素が未知の化合物の一部であるかどうかを特定するために使用できます。
吸収スペクトルは、材料が周波数範囲内で吸収する入射電磁放射の割合を示します。 各化学元素には、いくつかの波長に吸収線があります。これは、異なる原子軌道のエネルギー差に関連しているという事実です。 実際、吸収スペクトルは、液体や気体など、一部のサンプルの構成要素を識別するために使用されます。 下、 有機化合物の構造を決定するために使用することができます.
として知られているもので、それを指摘することが重要です 大気の窓、測定対象物と測定器との間の空気成分による電磁放射の吸収または放出はごくわずかであるか、まったくありません。