Cửa sổ khí quyển tạo ra hiện tượng gì?

Sóng điện từ vùng khả kiến (ánh sáng nhìn thấy) ít bị ảnh hưởng bởi khí quyển nhất. Các sóng khác như tử ngoại, hồng ngoại (phản xạ và phát xạ) bị hấp thụ và tán xạ mạnh hơn bởi các thành phần của khí quyển như hơi nước, ozon, và các phân tử khí.

Câu hỏi đề cập đến việc tại sao các sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn vùng khả kiến (ví dụ như tia cực tím, tia X, tia gamma) không được sử dụng trong viễn thám qua cửa sổ khí quyển. Cửa sổ khí quyển là các vùng bước sóng mà bầu khí quyển Trái Đất tương đối trong suốt, cho phép năng lượng điện từ truyền qua mà không bị hấp thụ hoặc tán xạ đáng kể. Các sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn vùng khả kiến bị hấp thụ mạnh bởi các phân tử như oxy (O2) và ozone (O3) trong tầng khí quyển. Đặc biệt, tầng ozone có vai trò quan trọng trong việc hấp thụ phần lớn tia cực tím từ Mặt Trời. Do đó, các sóng này không thể truyền qua khí quyển để đến bề mặt Trái Đất và phản xạ ngược lại, làm cho chúng không phù hợp cho các ứng dụng viễn thám từ không gian. * **Phương án A:** Đúng. Giải thích chính xác lý do các sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn vùng khả kiến không được dùng trong viễn thám. * **Phương án B:** Sai. Mặc dù tán xạ cũng xảy ra, nhưng hấp thụ là yếu tố chính. * **Phương án C:** Sai. CO2 và H2O hấp thụ mạnh ở các vùng hồng ngoại, không phải vùng sóng ngắn hơn khả kiến. * **Phương án D:** Sai. Tương tự như phương án C, CO2 và H2O chủ yếu gây tán xạ và hấp thụ ở các vùng bước sóng khác.

Câu hỏi này kiểm tra kiến thức về khả năng phản xạ năng lượng sóng điện từ của các đối tượng trên mặt đất. Không có một con số cố định về lượng năng lượng phản xạ tối đa từ mặt đất mà bộ cảm có thể nhận được, vì nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: * **Loại bề mặt:** Các bề mặt khác nhau có khả năng phản xạ khác nhau. Ví dụ, bề mặt nước thường phản xạ ít hơn so với bề mặt bê tông. * **Góc tới:** Góc tới của sóng điện từ ảnh hưởng đến lượng năng lượng phản xạ. * **Bước sóng:** Khả năng phản xạ cũng phụ thuộc vào bước sóng của sóng điện từ. * **Điều kiện khí quyển:** Mây, bụi và các hạt khác trong khí quyển có thể hấp thụ và tán xạ năng lượng. Do không có thông tin cụ thể về loại đối tượng và điều kiện môi trường, không thể xác định một đáp án chính xác duy nhất từ các lựa chọn đã cho. Các phương án A, B, C, và D đều có thể đúng trong những điều kiện nhất định. Vì vậy, câu hỏi này không có đáp án chính xác nhất trong các lựa chọn được đưa ra.

CO2 hấp thụ mạnh bức xạ hồng ngoại, đặc biệt là hồng ngoại nhiệt (hồng ngoại xa). Do đó, CO2 tạo ra cửa sổ khí quyển ở vùng phổ sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn hồng ngoại gần. Điều này có nghĩa là các bức xạ có bước sóng ngắn hơn hồng ngoại gần có thể dễ dàng đi qua bầu khí quyển hơn so với bức xạ hồng ngoại xa, do ít bị CO2 hấp thụ.

Khi sóng điện từ gặp bề mặt vật chất, một số hiện tượng có thể xảy ra, bao gồm: * **Phản xạ:** Sóng điện từ bị dội ngược trở lại từ bề mặt vật chất. * **Hấp thụ:** Năng lượng của sóng điện từ bị vật chất hấp thụ và chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác (ví dụ: nhiệt). * **Khúc xạ:** Sóng điện từ bị đổi hướng khi truyền qua bề mặt phân cách giữa hai môi trường có chiết suất khác nhau. * **Xuyên qua:** Sóng điện từ truyền qua vật chất. Hiện tượng này xảy ra khi vật chất trong suốt hoặc bán trong suốt đối với sóng điện từ đó. * **Tán xạ:** Sóng điện từ bị lệch hướng theo nhiều hướng khác nhau khi gặp các vật cản nhỏ hoặc các phần tử không đồng nhất trong vật chất. Như vậy, đáp án B (Phản xạ, hấp thụ, xuyên qua) và đáp án D (Phản xạ, hấp thụ, khúc xạ) đều có thể xảy ra, tuy nhiên đáp án B đầy đủ hơn, đáp án D thiếu hiện tượng sóng xuyên qua vật chất. Xét các yếu tố phản xạ, hấp thụ, khúc xạ là các tương tác chính và quan trọng, đáp án D đầy đủ và chính xác hơn. Đáp án A không chính xác vì tán xạ không phải là tương tác cơ bản như phản xạ, khúc xạ khi sóng điện từ gặp vật chất. Đáp án C cũng không chính xác vì tán xạ không phải là tương tác cơ bản như hấp thụ và khúc xạ.