Το Ηλεκτρομαγνητικό Φάσμα Ανάλυση σε διάφορα μήκη κύματος

Η φύση του φωτός Ταχύτητα του φωτός, 3 × 108 m/s Το χρώμα εξαρτάται από το μήκος κύματος. Θερμοκρασία ακτινοβολίας: (κυανό: θερμό, ερυθρό: ψυχρό) Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα: (Ραδιοκύματα, υπέρυθρη ακτινοβολία, οπτική, ακτίνες-Χ). Στα διάφορα μήκη κύματος παρατηρούμε διαφορετικά αντικείμενα. Γιατί;

Τι μπορούμε να μάθουμε από το Η/Μ φάσμα? Μεταφορά ενέργειας Το Η/Μ κύμα αποτελείται από παλλόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία Σχέση μήκους κύματος, συχνότητας και ενέργειας Κατανομή ακτινοβολίας: Εξαρτάται από την ενέργεια και θερμοκρασία

… άρα συχνότητα = ταχύτητα / μήκος κύματος Ηλεκτρομαγνητικά κύματα Μήκος κύματος (λ) = απόσταση μεταξύ κορυφών Πλάτος = 1/2 ύψους από μέγιστο σε ελάχιστο Συχνότητα (f) = Ο αριθμός των μεγίστων που διέρχεται από ένα σημείο του χώρου ανά sec … άρα συχνότητα = ταχύτητα / μήκος κύματος λ × f = v

E = h c / l l = c / n n = c / l Μήκος κύματος διαφόρων ακτινοβολιών Radio Infrared Visible UV X-Ray Gamma ray E (eV) 1 1x10-3 1x10-6 1x10-9 1x10-12 1x10-15 1x10-18 l (m) 2x108 2x1011 2x1014 2x1017 2x1020 2x1023 2x1026 n (Hz) c = 3 x 108 m/s E = Ενέργεια E = h c / l l = c / n n = c / l l = Μήκος κύματος n = Συχνότητα h = Σταθερά του Planc = 4 x 10-15 eV seconds

Σύγκριση με γνωστα αντικείμενα

Η επίδραση της ατμόσφαιρας Δεν απορροφά την οπτική, τη ραδιοφωνική και μερικώς την υπέρυθρη ακτινοβολία Προκαλεί τη στίλβη των αστέρων. Εκπέμπει ακτινοβολία (ιδιαιτέρως στο υπέρυθρο (είναι θερμή!) Διαμορφώνει τον καιρό

Η απορρόφηση του Η/Μ φάσματος από την ατμόσφαιρα της Γης…

Η απορρόφηση του Η/Μ φάσματος από την ατμόσφαιρα της Γης… http://imagers.gsfc.nasa.gov/ems/atmosphere.gif Διέρχονται μόνο τα Ραδιοφωνικά, τα οπτικά και, τμήμα των υπερύθρων

ή εκπομπή μέλανος σώματος Εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας Θερμική ακτινοβολία ή εκπομπή μέλανος σώματος ή εκπομπή Planck Νόμος Planck

Παραδείγματα εκπομπής μέλανος σώματος αστέρες (κατά προσέγγιση, ιδιαίτερα οι θερμοί αστέρες) το Σύμπαν!

Μη θερμική ακτινοβολία Παραδείγματα εκπομπής μη θερμικής ακτινοβολίας 1. Ακτινοβολία πέδησης – Bremsstrahlung Επιτάχυνση (ή επιβράδυνση) φορτισμένων σωματιδίων

Μη θερμική ακτινοβολία 2. Ακτινοβολία σύγχροτρον Σχετικιστικά ηλεκτρόνια σε μαγνητικό πεδίο 3. Ακτινοβολία κύκλοτρον Μη σχετικιστικά ηλεκτρόνια σε μαγνητικό πεδίο

Μη θερμική ακτινοβολία 4. Σκέδαση Compton: Σύγκρουση υψηλής ενέργειας φωτονίων με μικρής ενέργειας ηλεκτρόνια. Τα φωτόνια χάνουν ενέργεια 5. Αντίστροφο φαινόμενο Compton: Σύγκρουση χαμηλής ενέργειας φωτονίων με υψηλής ενέργειας ηλεκτρόνια. Τα φωτόνια κερδίζουν ενέργεια

θα εξερευνήσουν τις ακραίες συχνότητες Μερικές βασικές έννοιες της Ραδιοαστρονοίας Ραδιοαστρονομικές συχνότητες 30 MHz – 800 GHz Αντίστοιχο μήκος κύματος 10 m – 0.4 mm (1/30000) Τα ραδιοτηλεσκόπια LOFAR και ALMA θα εξερευνήσουν τις ακραίες συχνότητες

Οι διάφορες ραδιοφωνικές ζώνες L band 1 to 2 GHz S band 2 to 4 GHz C band 4 to 8 GHz X band 8 to 12 GHz Ku band 12 to 18 GHz K band 18 to 26 GHz Ka band 26 to 40 GHz Q band 30 to 50 GHz U band 40 to 60 GHz V band 50 to 75 GHz E band 60 to 90 GHz W band 75 to 110 GHz F band 90 to 140 GHz D band 110 to 170 GHz

1931: Ανίχνευση ραδιοκυμάτων

1937: Το παραβολικό τηλεσκόπιο του Reber

1937: Ο Reber στο εργαστήριό του

1944: Πρόβλεψη της γραμμής του υδρογόνου Jan Oort Hank van de Hulst

1951: Ανίχνευση της γραμμής του υδρογόνου

1965: Ακτινοβολία υποβάθρου

Το φάσμα μερικών γνωστών ραδιοπηγών σε ραδιοφωνικά μήκη κύματος