Phương truyền của sóng điện từ như thế nào với các trường thành phần?

Câu hỏi yêu cầu xác định dải sóng điện từ mà các vật thể trên Trái Đất phát ra và được sử dụng trong viễn thám. - Tia gamma và tia X là các bức xạ năng lượng cao, thường phát ra từ các quá trình hạt nhân hoặc nguyên tử, không phải từ các vật thể thông thường trên Trái Đất. - Ánh sáng khả kiến là một phần của quang phổ điện từ mà mắt người có thể nhìn thấy, nhưng nó chủ yếu là do sự phản xạ ánh sáng mặt trời từ các vật thể, chứ không phải do chúng tự phát ra. - Tia hồng ngoại là bức xạ nhiệt. Mọi vật thể có nhiệt độ trên độ không tuyệt đối đều phát ra tia hồng ngoại. Trong viễn thám, tia hồng ngoại được sử dụng để đo nhiệt độ bề mặt và nghiên cứu các đặc tính nhiệt của các vật thể. Do đó, đáp án đúng là tia hồng ngoại.

Hồng ngoại phản xạ (hay hồng ngoại nhiệt) không đi kèm với các kênh khả kiến như hồng ngoại gần và hồng ngoại giữa. Hồng ngoại phản xạ được sử dụng để đo nhiệt độ của vật thể từ xa bằng cách đo bức xạ hồng ngoại mà nó phát ra.

Để xác định loại sóng điện từ, ta cần tính bước sóng \(\lambda\) của photon, sau đó so sánh với thang sóng điện từ. Bước 1: Tính tần số \(f\) của photon: Ta có công thức năng lượng của photon: \(E = hf\), trong đó: * \(E\) là năng lượng của photon (J) * \(h = 6,626 × 10^{-34} Js\) là hằng số Planck * \(f\) là tần số của photon (Hz) Từ đó suy ra: \(f = \frac{E}{h} = \frac{3,61 × 10^{-22}}{6,626 × 10^{-34}} ≈ 5,45 × 10^{11} Hz\) Bước 2: Tính bước sóng \(\lambda\) của photon: Ta có công thức liên hệ giữa tốc độ ánh sáng \(c\), tần số \(f\) và bước sóng \(\lambda\): \(c = \lambda f\), trong đó: * \(c = 3 × 10^8 m/s\) là tốc độ ánh sáng trong chân không * \(\lambda\) là bước sóng (m) Từ đó suy ra: \(\lambda = \frac{c}{f} = \frac{3 × 10^8}{5,45 × 10^{11}} ≈ 5,5 × 10^{-4} m = 550 μm\) Bước 3: Xác định loại sóng điện từ: Bước sóng \(\lambda ≈ 550 μm\) nằm trong vùng hồng ngoại của thang sóng điện từ. Vậy đáp án đúng là B.

Thứ tự các tầng khí quyển từ thấp đến cao là: Tầng đối lưu (Troposphere) → Tầng bình lưu (Stratosphere) → Tầng giữa (Mesosphere) → Tầng nhiệt (Thermosphere) → Tầng ngoài (Exosphere). Như vậy, thứ tự từ cao xuống thấp là: Tầng ngoài (Exosphere) → Tầng giữa (Mesosphere) → Tầng đối lưu (Troposphere).

Sóng điện từ từ Mặt Trời khi đi qua khí quyển Trái Đất có thể tương tác với các thành phần của khí quyển theo nhiều cách khác nhau. Có ba loại tương tác chính sau:

1. Hấp thụ: Một số bước sóng của sóng điện từ bị hấp thụ bởi các phân tử khí trong khí quyển. Ví dụ, tầng ozone hấp thụ phần lớn tia cực tím (UV) từ Mặt Trời. Hơi nước và carbon dioxide hấp thụ tia hồng ngoại.
2. Tán xạ: Sóng điện từ có thể bị tán xạ bởi các phân tử khí, các hạt bụi và các giọt nước trong khí quyển. Tán xạ làm thay đổi hướng đi của sóng. Có hai loại tán xạ chính là tán xạ Rayleigh (xảy ra với các bước sóng ngắn hơn nhiều so với kích thước của hạt tán xạ, như ánh sáng xanh bị tán xạ nhiều hơn, giải thích tại sao bầu trời có màu xanh) và tán xạ Mie (xảy ra với các hạt có kích thước tương đương hoặc lớn hơn bước sóng).
3. Khúc xạ: Khi sóng điện từ đi vào một môi trường mới (ví dụ, từ không gian vào khí quyển) với mật độ khác, vận tốc của sóng thay đổi và gây ra hiện tượng khúc xạ. Điều này làm cho ánh sáng bị bẻ cong khi đi qua khí quyển.

Vậy nên, có 3 loại tương tác chính.