वायुमंडलीय खिडकी म्हणजे काय?

ब्रह्मांड विद्युत चुंबकीय स्पेक्ट्रमच्या सर्व रेखांशाच्या दिशा आणि लहरींमध्ये रेडिएशन उत्सर्जित करते. हे रेडिएशन जीवनाच्या सर्व क्षेत्रांमध्ये असते आणि ग्रहाच्या बहुतेक परिसंस्थांचे कार्य करण्यास अनुमती देते आणि ऊर्जा प्रसारित करून आपल्याला उबदार करते. तथापि, वातावरणात अशी एक मालमत्ता आहे जी पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर विशिष्ट किरणोत्सर्ग पास करण्यास परवानगी देते आणि त्याला म्हणतात वायुमंडलीय खिडकी.

वायुमंडलीय खिडकी म्हणजे काय?

बाह्य अवकाशातून येणार्‍या काही किरणोत्सर्गांना पारदर्शक असणे ही पृथ्वीच्या वातावरणाची विशेष शक्ती आहे आणि त्या बदल्यात इतर किरणोत्सर्गांना पृष्ठभागावर जाण्यास प्रतिबंध करते ज्यामुळे पृथ्वीवरील जीवनाचे अस्तित्व अशक्य होते. सामान्यतः, कॉसमॉसमधून पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर प्रवेश करण्यास परवानगी असलेल्या रेडिएशन रेडिओ लहरी आणि दृश्यमान प्रकाश असतात. (अधिक चा एक लहान अंश अवरक्त विकिरण आणि अतिनील) जे तथाकथित ऑप्टिकल आणि रेडिओ विंडोशी संबंधित आहेत.

ऑप्टिकल आणि रेडिओ विंडो

पृथ्वीच्या वातावरणात त्याच्या बहुतेक तरंगलांबीमध्ये विश्वातील इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन शोषून घेण्याची क्षमता आहे. असे बँड आहेत ज्यासाठी वातावरण जवळजवळ पारदर्शक आहे, आणि यापैकी दोन खगोलशास्त्रीय स्वारस्य आणि सतत अभ्यासाचे लक्ष्य होण्यासाठी पुरेसे विस्तृत आहेत.

सर्वात प्रसिद्ध "ऑप्टिकल विंडो" आहे, जी सामान्यतः दृश्यमान स्पेक्ट्रम म्हणून ओळखल्या जाणार्‍या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरी: अंदाजे 300 ते 1.000 नॅनोमीटर (0,3 ते 1 पिकोमीटर) पर्यंत तरंगलांबी पास करण्यास परवानगी देते. दुसरी "रेडिओ विंडो" म्हणून ओळखली जाते जी 1 मिलीमीटर ते 15 मीटर, (300 Ghz - 20 Mhz) तरंगलांबीमध्ये विस्तारते.

ऑप्टिकल विंडो आणि रेडिओ विंडोमधील झोनमध्ये, वातावरणातील शोषण मुख्यतः पाणी आणि कार्बन डायऑक्साइडमुळे होते, (काही अंशतः पारदर्शक पट्ट्या देखील येथे स्पष्ट आहेत). सर्वात लांब तरंगलांबी (1 मिमी आणि 1 सेमी दरम्यान) बद्दल, ते शोषणासाठी जबाबदार आहेत, मुख्यतः, ऑक्सिजन आणि पाण्याची वाफ.

वायुमंडलीय खिडक्या ते इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रम

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमला पदार्थाद्वारे उत्सर्जित किंवा शोषलेल्या विद्युत चुंबकीय लहरींच्या संचाचे ऊर्जा वाटप असे म्हणतात. स्पेक्ट्रोस्कोप वापरून स्पेक्ट्राचे निरीक्षण केले जाऊ शकते की, स्पेक्ट्रमचे निरीक्षण करण्याची शक्यता प्रदान करण्याव्यतिरिक्त, त्यावर मोजमाप करण्याची अनुमती द्या, जसे की रेडिएशनची तरंगलांबी, वारंवारता आणि तीव्रता.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमचा विस्तार गामा किरण आणि क्ष-किरणांसारख्या लहान तरंगलांबीच्या विकिरणांपासून अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाश, दृश्यमान प्रकाश आणि अवरक्त किरणांद्वारे, रेडिओ लहरींसारख्या लांब तरंगलांबीच्या विद्युत चुंबकीय लहरींपर्यंत होतो. हे शक्य आहे की सर्वात लहान तरंगलांबीची मर्यादा ही प्लँकची लांबी आहे आणि कमाल मर्यादा विश्वाचा आकार असेल, तरीही विज्ञान औपचारिकपणे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रम असीम आणि सतत आहे असे प्रतिपादन करते.

स्पेक्ट्रम श्रेणी

स्पेक्ट्रम वेगवेगळ्या तरंगलांबी असलेल्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींची ऊर्जा व्यापते. 30 Hz आणि त्याहून कमी वारंवारता काही तारकीय तेजोमेघाद्वारे तयार केली जाते आणि त्यांच्या अभ्यासाशी संबंधित असतात. 2.9 * 1027 Hz सारख्या खूप उच्च फ्रिक्वेन्सी आढळल्या आहेत. उच्च-फ्रिक्वेंसी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींमध्ये लहान तरंगलांबी आणि उच्च ऊर्जा असते, तर कमी-फ्रिक्वेंसी लहरींमध्ये दीर्घ तरंगलांबी आणि कमी ऊर्जा असते.

तथापि, जेव्हा जेव्हा विद्युत चुंबकीय लहरी एखाद्या माध्यमात (पदार्थ) असतात तेव्हा त्यांची तरंगलांबी कमी होते. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशनची तरंगलांबी, ते ज्या माध्यमातून प्रवास करतात त्याकडे दुर्लक्ष करून, सामान्यतः व्हॅक्यूममधील तरंगलांबीच्या संदर्भात उद्धृत केले जाते. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन सामान्यतः तरंगलांबीनुसार वर्गीकृत केले जाते: रेडिओ लहरी, मायक्रोवेव्ह, इन्फ्रारेड आणि दृश्यमान प्रदेश, ज्याचे आपण प्रकाश, अतिनील किरण, क्ष-किरण आणि गॅमा किरण म्हणून निरीक्षण करतो.

रेडिओ लहरी

रेडिओ लहरींचा वापर सामान्यतः योग्य आकाराच्या अँटेनाद्वारे केला जातो (अनुनाद तत्त्वानुसार), तरंगलांबी शेकडो मीटर ते सुमारे एक मिलिमीटर असते. त्याचा वापर मॉड्युलेशनद्वारे डेटा ट्रान्समिशनसाठी लागू आहे. वायरलेस नेटवर्क्सपासून, मोबाइल टेलिफोनी, टेलिव्हिजन आणि चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग, हे तथाकथित "रेडिओ लहरी" चे सर्वात लोकप्रिय उपयोग आहेत.

मायक्रोवेव्ह

ते उच्च-वारंवारता लहरी आहेत आणि म्हणून त्यांची तरंगलांबी खूप कमी आहे, म्हणून त्यांचे नाव. पाण्याच्या रेणूंना उत्तेजित करणे ही त्यांची वैशिष्ट्यपूर्ण मालमत्ता आहे आणि ते इन्फ्रारेड किरण आणि पारंपारिक रेडिओ लहरी यांच्यामध्ये स्थित आहेत. त्याची अंदाजे तरंगलांबी 1 मिमी पर्यंत 30 सेमी आहे. मायक्रोवेव्ह ओव्हनमध्ये द्रवपदार्थ असलेले अन्न गरम करण्यासाठी त्याचा वापर पुरावा आहे.

इन्फ्रारेड लाटा

इन्फ्रारेड हे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमच्या लाटा आहेत जे दृश्यमान लाल प्रकाश आणि रेडिओ लहरी क्षेत्राच्या सुरुवातीच्या लहरींच्या दरम्यान असतात. इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमच्या जागेत असे समजले जाते की हे रेडिएशन आपल्याला उष्णता म्हणून लक्षात येते.

दृश्यमान प्रदेश

हे अंदाजे 400 nm आणि 700 nm च्या तरंगलांबीसह इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन आहे. या श्रेणीमध्ये सूर्य आणि त्याच्यासारखे तारे त्यांचे बहुतेक विकिरण निर्माण करतात आणि त्यांची वारंवारता इन्फ्रारेडच्या वर असते. आपण पाहत असलेला प्रकाश हा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमचा एक छोटासा भाग असतो. इंद्रधनुष्य हा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमच्या दृश्यमान भागाचा नमुना आहे.

अतिनील किरण

अतिनील किरण म्हणूनही ओळखले जाते, हे दृश्यमान स्पेक्ट्रमच्या वायलेट टोकापेक्षा कमी तरंगलांबी असलेले विकिरण आहे. त्याच्या ऊर्जेमुळे, अतिनील किरणे रासायनिक बंध तोडू शकतात, ज्यामुळे रेणू अपवादात्मकरीत्या प्रतिक्रियाशील बनतात किंवा त्यांचे आयनीकरण करतात, जे त्यांच्या वर्तनातील बदलाची हमी देतात, या कारणास्तव सनबर्न आणि कर्करोग देखील त्वचेच्या अतिनील किरणांना कारणीभूत ठरतात.

क्षय किरण

अल्ट्राव्हायोलेट नंतर एक्स-रे येतात. हार्ड क्ष-किरणांची तरंगलांबी मऊ क्ष-किरणांपेक्षा कमी असते. त्याची उपयुक्तता काही वस्तूंमधून पाहण्यासाठी लागू होते. न्यूट्रॉन तार्‍यांचे क्ष-किरण आणि अभिवृद्धी डिस्क या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींचा अभ्यास करण्यास अनुमती देतात. क्ष-किरण औषध आणि उद्योगात उपयुक्त आहेत. तारे आणि विशेषतः काही प्रकारचे तेजोमेघ हे क्ष-किरणांचे मुख्य उत्सर्जक आहेत.

गामा किरण

गॅमा किरण क्ष-किरणांनंतर येतात आणि ते सर्वात ऊर्जावान फोटॉन आहेत आणि त्यांच्या तरंगलांबीची खालची मर्यादा अज्ञात आहे. ते खगोलशास्त्रज्ञांना उच्च-ऊर्जा असलेल्या वस्तू किंवा प्रदेशांचा अभ्यास करण्यासाठी उपयुक्तता प्रदान करतात आणि भौतिकशास्त्रज्ञांना त्यांच्या भेदक क्षमतेमुळे आणि रेडिओआयसोटोपच्या उत्पादनामुळे उपयुक्त आहेत. कॉम्प्टन स्कॅटरिंगद्वारे गॅमा किरणांचे तरंग परिमाण उच्च अचूकतेने मोजले जातात.

उत्सर्जन आणि शोषण स्पेक्ट्रा

एखाद्या घटकाचा अणु उत्सर्जन स्पेक्ट्रम हा त्या घटकाच्या अणूंद्वारे उत्सर्जित होणाऱ्या विद्युत चुंबकीय लहरींच्या फ्रिक्वेन्सीचा संच असतो, वायू स्थितीत, जेव्हा त्याच्याशी ऊर्जा संप्रेषित केली जाते. प्रत्येक घटकाचा उत्सर्जन स्पेक्ट्रम अद्वितीय आहे आणि तो घटक अज्ञात कंपाऊंडचा भाग आहे की नाही हे निर्धारित करण्यासाठी वापरला जाऊ शकतो.

शोषण स्पेक्ट्रम घटना इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशनचा अंश दर्शवितो जे सामग्री फ्रिक्वेन्सीच्या श्रेणीमध्ये शोषून घेते. प्रत्येक रासायनिक घटकामध्ये काही तरंगलांबींवर शोषक रेषा असतात, ही वस्तुस्थिती त्याच्या विविध अणु कक्षेतील ऊर्जा फरकांशी संबंधित आहे. खरं तर, द्रव आणि वायू यांसारख्या काही नमुन्यांमधील घटक घटक ओळखण्यासाठी शोषण स्पेक्ट्रमचा वापर केला जातो; पलीकडे, सेंद्रिय संयुगेची रचना निश्चित करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते.

हे निदर्शनास आणून देणे महत्वाचे आहे, म्हणून ओळखले जाते वायुमंडलीय खिडक्या, मोजली जाणारी वस्तू आणि मापन यंत्रांमध्ये हवेच्या घटकांद्वारे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशनचे शोषण किंवा उत्सर्जन फारच कमी किंवा नाही.