什麼是大氣窗口？ ➡️ Postposmo

宇宙在所有縱向方向和電磁波譜中發出輻射。這種輻射存在於生命的所有領域，使地球上大多數生態系統發揮作用，並通過傳輸能量使我們變暖。但是，大氣中有一種特性，可以讓某些輻射通過地球表面，被稱為 大氣窗.

什麼是大氣窗？

地球大氣層的特殊能力是對來自外太空的某些輻射透明，進而阻止其他輻射進入地球表面，從而使地球上不可能存在生命。一般來說，允許從宇宙進入地球表面的輻射是無線電波和可見光。 （加上一小部分紅外輻射和紫外線） 這對應於所謂的光學和無線電窗口。

地球大氣層有能力吸收來自宇宙的大部分波長的電磁輻射。 有些波段的大氣幾乎是透明的，其中兩個足夠寬，足以引起天文興趣並成為繼續研究的目標。

最著名的是“光學窗口”，它允許通常稱為可見光譜的電磁波通過：波長從大約 300 到 1.000 納米（0,3 到 1 皮米）。第二個被稱為“無線電窗口”，其波長從 1 毫米延伸到 15 米（300 Ghz - 20 Mhz）。

在光學窗口和無線電窗口之間的區域，大氣吸收主要是由於水和二氧化碳，（這裡也有一些部分透明的波段）。對於最長的波長（在 1 毫米和 1 厘米之間），它們主要負責吸收氧氣和水蒸氣。

電磁波譜被稱為物質發射或吸收的一組電磁波的能量分配。 可以使用分光鏡觀察光譜 除了允許觀察光譜之外，還允許對其進行測量，例如輻射的波長、頻率和強度。

電磁波譜從較短波長的輻射（如伽馬射線和 X 射線）通過紫外線、可見光和紅外線擴展到較長波長的電磁波，如無線電波。最小波長的極限可能是普朗克長度，而最大極限可能是宇宙的大小，儘管 科學正式斷言電磁頻譜是無限且連續的.

該光譜涵蓋了具有不同波長的電磁波的能量。 30 Hz 及以下的頻率通常由某些恆星星雲產生，並且與它們的研究相關。已經發現了2.9*1027Hz等非常高的頻率，高頻電磁波波長短、能量高，而低頻電磁波波長長、能量低。

然而，只要電磁波在介質（物質）中，它們的波長就會減小。電磁輻射的波長，無論它們通過何種介質傳播，通常以真空中的波長表示。 電磁輻射通常按波長分類：無線電波、微波、紅外線和可見光區域，我們觀察到的光、紫外線、X 射線和伽馬射線。

無線電波通常由適當尺寸的天線（根據諧振原理）使用，波長從數百米到大約一毫米不等。它的使用適用於數據傳輸，通過調製。從無線網絡、移動電話、電視和磁共振成像來看，這些只是所謂的“無線電波”最流行的一些用途。

它們是高頻波，因此波長很短，因此得名。它們的特性是激發水分子，它們位於紅外線和常規無線電波之間。它的波長約為 1 毫米至 30 厘米。它在微波爐中用於加熱含有液體的食物得到了證明。

紅外線是位於可見紅光和無線電波區域的起始波之間的電磁波譜。在電磁頻譜的空間中，人們理解這種輻射就是我們所注意到的熱量。

它是波長約為 400 nm 和 700 nm 的電磁輻射。在這個範圍內，太陽和與其相似的恆星產生大部分輻射，其頻率高於紅外線。我們觀察到的光實際上只是電磁光譜的一小部分。彩虹是電磁光譜可見部分的樣本。

也稱為紫外線，它是一種波長短於可見光譜紫色端的輻射。由於其能量，紫外線輻射可以破壞化學鍵，使分子異常反應或電離它們，這將保證它們的行為發生變化，因此曬傷甚至癌症都歸因於紫外線。

X 射線出現在紫外線之後。硬 X 射線的波長比軟 X 射線短。它的用處適用於透視某些物體。中子星和吸積盤發射的 X 射線是研究這些電磁波的原因。 X 射線在醫學和工業中很有用。恆星，尤其是某些類型的星雲是 X 射線的主要發射器。

伽馬射線排在 X 射線之後，是能量最高的光子，其波長的下限是未知的。它們為天文學家研究高能物體或區域提供了實用性，並且由於它們的穿透能力和放射性同位素的產生而對物理學家有用。伽馬射線的波維通過康普頓散射進行高精度測量。

元素的原子發射光譜是該元素的原子在向其傳遞能量時以氣態發射的一組電磁波頻率。每個元素的發射光譜都是獨一無二的，可用於確定該元素是否是未知化合物的一部分。

吸收光譜顯示了材料在一定頻率範圍內吸收的入射電磁輻射的比例。每種化學元素在某些波長處都有吸收線，這與其不同原子軌道的能量差異有關。實際上，吸收光譜是用來識別一些樣品的組成元素的，例如液體和氣體；超過， 可用於確定有機化合物的結構.

重要的是要指出，在所謂的 大氣窗，被測物體和測量儀器之間的空氣成分只有很少或沒有電磁輻射的吸收或發射。