ทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับงานรีโมตเซนซิง

ทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปหนึ่งที่ส่งผ่านจากดวงอาทิตย์โดยการแผ่รังสีพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบไปด้วยสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า โดยที่ทิศทางของสนามไฟฟ้าและทิศทางของสนามแม่เหล็กมีการเคลื่อนที่ของคลื่นตั้งฉากซึ่งกันและกัน (แบบฮาร์โมนิค(Hamonic) คือมีช่วงซ้ำและจังหวะเท่ากันในเวลาหนึ่งและมีความเร็วเท่าแสง)ซึ่งมีความสัมพันธ์กันดังนี้

              คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบไปด้วยคลื่นที่มีความยาวช่วงคลื่นในหลากหลายช่วงคลื่นตั้งแต่สั้นที่สุดไปจนถึงยาวที่สุดซึ่งในแต่ละช่วงคลื่นจะมีคุณสมบัติเฉพาะตัวความยาวคลื่นและความถี่คลื่นมีความสัมพันธ์กันแบบผกผันกล่าวคือถ้าความยาวคลื่นมากความถี่จะน้อยหรือความยาวคลื่นน้อยความถี่จะมาก โดยทั่วไป หน่วยวัดความยาวคลื่นที่ใช้ในงานรีโมทเซนซิง มักใช้เป็น ไมโครเมตร



ตาราง แสดงประเภทของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

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

ประเภทคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า	ความยาวช่วงคลื่น	ความถี่	คุณสมบัติ
1. รังสีแกมมา (gamma ray)	< 0.03.nm.	> 3,000 THz	ถูกดูดกลืนทั้งหมดโดยชั้นบรรยากาศชั้นบนจึงไม่ได้นำมาใช้ประโยชน์ในการสำรวจจากระยะไกล
2. รังสีเอกซ์ (x-ray)	0.03-3.0.nm.	> 3,000 THz	ถูกดูดกลืนทั้งหมดโดยชั้นบรรยากาศชั้นบนเช่นกัน จึงไม่ได้นำมาใช้ประโยชน์ในการสำรวจจากระยะไกล
3. รังสีอัลตราไวโอเลต (ultraviolet)	0.03-0.4.mm	750-3,000THz	ช่วงคลื่นสั้นกว่า 0.3 mm ถูกดูดซึมทั้งหมดโดยโอโซน (O3) ในบรรยากาศชั้นบน
4. คลื่นอัลตราไวโอเลตที่ใช้ในการถ่ายภาพ (photographic ultraviolet band)	0.03-0.4.mm	750-3,000THz	ช่วงคลื่นนี้สามารถผ่านชั้นบรรยากาศได้ สามารถถ่ายภาพด้วยฟิล์มถ่ายรูป แต่มีการกระจายในชั้นบรรยากาศเป็นอุปสรรค
5. คลื่นตามองเห็น (visible)	0.4-0.7.mm	430-750THz	เป็นช่วงคลื่นที่บันทึกด้วยฟิล์มถ่ายภาพและอุปกรณ์บันทึกภาพได้ดี โดยเป็นช่วงคลื่นที่ดวงอาทิตย์มีการสะท้อนพลังงานสูงสุด (reflected energy peak ที่ 0.5 mm) ช่วงคลื่นนี้แบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มที่ตอบสนองต่อสายตามนุษย์ คือ  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

แหล่งที่มาของข้อมูล/ภาพ

http://www.scitu.net/gcom/?p=784
http://www.scitu.net/gcom/?p=779