विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा का पृथ्वी की सतह के साथ अंतःक्रिया | (Interactions of electromagnetic energy with the Earth surface) | Jankari Store

विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा का पृथ्वी की सतह के साथ अंतःक्रिया (Interactions of electromagnetic energy with the Earth surface)

विद्युत चुंबकीय तरंग उन तरंगों को कहते हैं जिनमें विद्युत क्षेत्र एवं चुंबकीय क्षेत्र एक-दूसरे के लंबवत कंपन या गति करते हैं। विद्युत चुंबकीय विकिरण शून्य (स्पेस) एवं अन्य माध्यमों से स्वयं-प्रसारित तरंग होती है। इसे प्रकाश भी कहा जाता है किन्तु वास्तव में प्रकाश, विद्युतचुंबकीय विकिरण का एक छोटा सा भाग है। दृष्य प्रकाश, एक्स-किरण, गामा-किरण, रेडियो तरंगे आदि सभी विद्युतचुंबकीय तरंगे हैं। ये 7 प्रकार की होती हैं। “सर्वप्रथम सन् 1865 में जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने विद्युत चुंबकीय तरंग का अध्ययन किया”।

विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा का पृथ्वी की सतह के साथ अंतःक्रिया :-

विद्युत चुम्बकीय विकिरण जो बिना अवशोषित या बिखरे हुए पृथ्वी के वायुमंडल से होकर गुजरता है, सतह को बनाने वाली विभिन्न सामग्रियों के साथ अलग-अलग तरीकों से अंतःक्रिया करने के लिए पृथ्वी की सतह तक पहुँचता है।

✓ऐसे तीन तरीके हैं जिनसे कुल आपतित (incident) ऊर्जा पृथ्वी की सतह सामग्री के साथ परस्पर क्रिया करेगी। य़े हैं:-

i.) अवशोषण

ii.)संचरण, और

iii.)प्रतिबिंब

अवशोषण (A) तब होता है जब विकिरण (ऊर्जा) लक्ष्य में अवशोषित हो जाता है जबकि संचरण (T) तब होता है जब विकिरण एक लक्ष्य से होकर गुजरता है।  परावर्तन (R) तब होता है जब विकिरण लक्ष्य से उछल जाता है और पुनर्निर्देशित हो जाता है।

✓ किसी सामग्री द्वारा कितनी ऊर्जा अवशोषित, संचारित या परावर्तित की जाती है, यह इस पर निर्भर करेगा:

  �    ऊर्जा की तरंग दैर्ध्य

  �    सतह बनाने वाली सामग्री, और

  �    सुविधा की स्थिति।

  ✓दूरसंवेदन में, हम लक्ष्य से परावर्तित विकिरण को                 मापने में सबसे अधिक रुचि रखते हैं।

 सतहों से परावर्तन दो तरह से होता है:

 1.)जब सतह चिकनी होती है, तो हमें एक दर्पण जैसा या चिकना प्रतिबिंब मिलता है, जहां सभी (या लगभग सभी) आपतित ऊर्जा एक दिशा में परावर्तित होती है। इसे स्पेक्युलर परावर्तन कहा जाता है और यह छवियों(images) को जन्म देता है।

2.)जब सतह खुरदरी होती है, तो ऊर्जा लगभग सभी दिशाओं में समान रूप से परिलक्षित(reflected) होती है। इसे डिफ्यूज़ रिफ्लेक्शन कहा जाता है और यह छवियों (images) को जन्म नहीं देता है।

✓पृथ्वी की अधिकांश सतही विशेषताएं पूरी तरह से स्पेक्युलर या पूरी तरह से विसरित परावर्तकों (Diffuse Reflectors) के बीच कहीं स्थित हैं। कोई विशेष लक्ष्य विशिष्ट रूप से या विसरित रूप से या कहीं बीच में परावर्तित होता है, यह आने वाले विकिरण की तरंग दैर्ध्य की तुलना में विशेषता की सतह खुरदरापन पर निर्भर करता है।

✓ यदि तरंग दैर्ध्य सतह की भिन्नता या सतह को बनाने वाले कण आकार से बहुत छोटे हैं, तो परावर्तन प्रसार (diffuse reflection) हावी होगा। उदाहरण के लिए, महीन दाने वाली रेत लंबी तरंग दैर्ध्य माइक्रोवेव के लिए काफी चिकनी दिखाई देगी, लेकिन दृश्यमान तरंग दैर्ध्य के लिए काफी खुरदरी दिखाई देगी।

 आइए पृथ्वी की सतह पर लक्ष्यों के कुछ उदाहरणों पर एक नज़र डालें और दृश्य और अवरक्त तरंग दैर्ध्य में ऊर्जा उनके साथ कैसे संपर्क करती है।

1.)वनस्पति:

 ✓क्लोरोफिल नामक पत्तियों में एक रासायनिक यौगिक लाल और नीले तरंग दैर्ध्य में विकिरण को दृढ़ता से अवशोषित करता है लेकिन हरे रंग की तरंग दैर्ध्य को दर्शाता है।

✓ पत्तियाँ हमें गर्मियों में "सबसे हरी" दिखाई देती हैं, जब क्लोरोफिल की मात्रा अधिकतम होती है। शरद ऋतु में, पत्तियों में कम क्लोरोफिल होता है, इसलिए लाल तरंग दैर्ध्य का अवशोषण कम होता है और आनुपातिक रूप से अधिक प्रतिबिंब होता है, जिससे पत्तियां लाल या पीली दिखाई देती हैं (पीला लाल और हरे रंग की तरंग दैर्ध्य का एक संयोजन है)।

✓स्वस्थ पत्तियों की आंतरिक संरचना निकट-अवरक्त तरंग दैर्ध्य के उत्कृष्ट विसरित परावर्तक के रूप में कार्य करती है। यदि हमारी आंखें निकट-अवरक्त के प्रति संवेदनशील होतीं, तो इन तरंगदैर्घ्यों पर पेड़ हमें अत्यंत उज्ज्वल दिखाई देते। वास्तव में, निकट-आईआर परावर्तन को मापना और निगरानी करना एक तरीका है जिससे वैज्ञानिक यह निर्धारित कर सकते हैं कि वनस्पति कितनी स्वस्थ (या अस्वस्थ) हो सकती है।

 2.)पानी:

लंबे समय तक दिखाई देने वाली तरंग दैर्ध्य और निकट अवरक्त विकिरण छोटी दृश्य तरंग दैर्ध्य की तुलना में पानी द्वारा अधिक अवशोषित होती है। इस प्रकार पानी आमतौर पर इन छोटी तरंग दैर्ध्य पर मजबूत परावर्तन के कारण नीला या नीला-हरा दिखता है, और लाल या निकट अवरक्त तरंग दैर्ध्य में देखने पर गहरा होता है।

✓यदि जल निकाय की ऊपरी परतों में निलंबित तलछट मौजूद है, तो यह बेहतर परावर्तन और पानी की एक उज्जवल उपस्थिति की अनुमति देगा।

✓ पानी का स्पष्ट रंग लंबी तरंग दैर्ध्य की ओर थोड़ा सा बदलाव दिखाएगा।

 ✓निलंबित तलछट (एस) को उथले (लेकिन साफ) पानी के साथ आसानी से भ्रमित किया जा सकता है, क्योंकि ये दोनों घटनाएं बहुत समान दिखाई देती हैं।

✓शैवाल में क्लोरोफिल नीले रंग की तरंग दैर्ध्य को अधिक अवशोषित करता है और हरे रंग को दर्शाता है, जिससे शैवाल मौजूद होने पर पानी अधिक हरे रंग का दिखाई देता है।

✓ पानी की सतह (खुरदरी, चिकनी, तैरती सामग्री, आदि) की स्थलाकृति भी स्पेक्युलर परावर्तन की संभावित समस्याओं और रंग और चमक पर अन्य प्रभावों के कारण पानी से संबंधित व्याख्या के लिए जटिलताएं पैदा कर सकती है।

✓हम इन उदाहरणों से देख सकते हैं कि, जिस लक्ष्य को देखा जा रहा है, और उसमें शामिल विकिरण की तरंग दैर्ध्य के आधार पर, हम अवशोषण, संचरण और प्रतिबिंब के तंत्र के लिए बहुत अलग प्रतिक्रियाओं का निरीक्षण कर सकते हैं।