a visão é o sentido predileto do ser humano. É tão natural ... · a região do infravermelho...

A Visão é o sentido predileto do ser humano. É tão natural A Visão é o sentido predileto do ser humano. É tão natural que não percebemos a sua complexidade.que não percebemos a sua complexidade. Os olhos Os olhos transmitem imagens deformadas e incompletas do mundo transmitem imagens deformadas e incompletas do mundo exterior que o córtex filtra e o cérebro interpreta.exterior que o córtex filtra e o cérebro interpreta.

O olho humano permite, com o ar limpo, perceber uma O olho humano permite, com o ar limpo, perceber uma chama de vela em até 15 km e um objeto linear no mapa com chama de vela em até 15 km e um objeto linear no mapa com dimensão de 0,2mm.dimensão de 0,2mm.

A RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA (REM) A RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA (REM)

E= Campo Elétrico; M = Campo Magnético;XZ= Plano de excitação do campo elétrico;YZ= Plano de excitação do campo magnético;

Z=Direção de propagação da ondaeletromagnética

C = Velocidade da Luz (vácuo)(3x 108 ms-1)

f = Frequência (número de ciclos (ondas) por segundo que passa por um determinadoponto da trajetória da REM)

EE

λ= Comprimento de Onda(distância mínima, para uma das componentes,

entre duas posições de MESMA INTENSIDADE)E

M

XX

YY

ΖΖ

PROPRIEDADES DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

Onda nãopolarizada Onda

polarizada

Onda nãotransmitida

PROPRIEDADES DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

• A Matéria é composta por átomos:

• A Matéria é composta por moléculas:

O3 H2O CO2

PROPRIEDADES DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

• A temperaturas superiores à 0o Kelvin os átomos e moléculas mantêm-se em constante agitação provocando emissão de radiação eletromagnética.

• Portanto, todo corpo com temperatura (T) > 0o K é umafonte de radiação eletromagnética

FONTES DE RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA EMFONTES DE RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA EMSENSORIAMENTO REMOTOSENSORIAMENTO REMOTO

Principal fonte de radiação: sol

Energia radiante proveniente do sol: fluxo radiante

Corpo negro: objeto que emite toda a energia que possui e absorve toda a energia nele incidente. Na natureza, corpos negros não existem, são modelos para compreensão do processo de radiação.

A absorção infra-vermelha é causada por vapor dáguae dióxido de carbono

A absorção infra-vermelha é causada por vapor dáguae dióxido de carbono

7512 3 4

00.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 3.22.8

COMPRIMENTO DE ONDA (µm)

0.05

0.10

0.15

0.20

Curva de Irradiação Solar ao Nível do Mar

Curva de um Corpo Negro a 6000K

H2O: vapor d´agua

H2O, CO2; vapor d´agua e dióxido carbono

O3: Ozonio

ABSORÇÃO ATMOSFÉRICAHλ

( Wm

-2Å

-1)

Interação da REM com o meio físico

modelo corpuscular (ou quântico)REM é concebida como o resultado daemissão de pequenos pulsos de energia

modelo ondulatórioREM se propaga na forma de ondasformadas pela oscilação doscampos elétrico e magnético

PROPRIEDADES DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

Intensidade Radiante• Função:

• a temperatura do corpo• a composição do corpo

Espectro eletromagnético

conjunto de comprimentos de onda que

compõem a REM e que pode ser dividido,

didaticamente, em um certo número de

regiões espectrais.

O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

.Comprimentode onda longo

.Baixa freqüência

.Baixa energia

A unidade fundamental no fenômeno eletromagnético é o fóton, que é uma partícula subatômica a qual correspondea radiação provocada pela matéria quando é excitada termalmente, ou por processosnucleares (fusão, fissão) ou por outras radiações. Os fótons não possuem massa, viajam a velocidade da luz (300.000 km/s) e se movem, na maioria das vezes como ondas que são descritas como funções trigonométricas (senoides). . Comprimento

de onda curto

. Alta freqüência

. Alta energia

1 m = 1000 mm1 mm = 1000 µm (micrômetro)1 µm = 1000 nm (nanometro

O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO - REGIÃO DO VISÍVEL

Sensoriamento Remoto Interplanetário

Sistemas de Rastreamento Visível e Infra-vermelho

Fotografia

Olho Humano

Radiômetros para Microondas

Sistemas de Radar

RA

IOS G

AM

A

ULTR

AVIO

L..

RA

IOS X

RA

DIO

MIC

RO

ON

DA

S

INFR

AVER

M.

TÉRM

ICO

INFR

AVER

M.

TÉRM

ICO

INFR

AVER

M.

Qualquer energia naturalmente emitida com comprimentos de onda grandes EX. emissão de microondas a partir do terreno, é mais difícil de ser detectada do queradiação mais estreitos (e.g., IF-termal). Os sensores que coletam dados de radiação de amplos comprimentos de onda precisam coletar a radiação de alvoslargos ou durante um período maior de tempo.

regiões com denominações próprias: (espectro fotográfico) (espectro refletivo) (espectro emissivo) (espectro infra-vermelho termal) (espectro de microondas) ...

O ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO (EM): conceitosO ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO (EM): conceitos

O EM é dividido arbitrariamente em regiões ou intervalos para os quaisexiste uma determinada terminologia. Nos maiores níveis energéticos (alta freqüência e comprimento de onda curto) temos os raios gama e os raios X,, os comprimentos de onda são medidos em Angstrom (Ao) que equivale a 10-8 cm.

A radiação ultravioleta varia de 300 Ao até 4000 Ao.

A região do visível varia entre 0.4 micrômetros (um) até 0.7 um , ou seja,4000 Aoaté 7000 Ao, ou 400 nanômetros (nm) até 700 nm.

A região do infravermelho varia de 0.7 um até 100 um, com 4 sub-regiões:IR refletido (0.7 um até 3 um), filme fotográfico IR (0.7 um até 0.9 um) e duas bandas termais (3 um até 5 um e 8 um até 14 um).

A região de micro-ondas varia de 0.1cm até 100cm.

As ondas de rádio possuem um comprimento de onda maior que 100cm

PRINCIPAIS BANDAS DE ABSORÇÃO ATMOSFÉRICA

Componentes da

Atmosfera

Bandas de Absorção (µm)

Vapor d'água 0,72; 0,82; 0,93; 1,13; 1,38; 1,86; 2,01;

2,68; 3,6; 4,5;6,13; 17

Dióxido de Carbono 1,4; 1,6; 2,0; 2,7; 4,3; 4,8; 5,2; 14,7

Ozônio 0,15; 0,25; 0,30; 0,60; 9,6

Oxigênio 0,18; 0,25;0,69; 0,76;

NOMES DOS COMPRIMENTOS DE ONDANOMES DOS COMPRIMENTOS DE ONDA

Nome da Região Nome do Comprimento de Onda Comprimento de Onda

Violeta 0,38 – 0,45 µm

Azul 0,45 – 0,49 µm

Verde 0,49 – 0,56 µm

Amarelo 0,56 – 0,59 µm

Laranja 0,59 - 0,62 µm

Visível

Vermelho 0,63 – 0,76 µm

Infravermelho Próximo 0,80- 1,50 µm

Infravermelho de Ondas Curtas 1,50- 3,00 µm

Infravermelho Médio 3,00-5,00 µm

Infravermelho Longo (Termal) 5,00-15,0 µmInfravermelha

Infravermelho Distante 15,0 – 300 µm

Submilimétrica 0,01- 0,10 cm

Milímetro 0,10 –1,00 cmMicroondas

Microondas 1,0 – 100 cm

DIAGRAMA APRESENTANDO A RELATIVA TRANSMISSÃODIAGRAMA APRESENTANDO A RELATIVA TRANSMISSÃODE RADIAÇÃO EM DIFERENTES COMPRIMENTOS DE ONDADE RADIAÇÃO EM DIFERENTES COMPRIMENTOS DE ONDA

Freqüência

Micro-ondas

Comprimento de onda

Infravermelho RADAR

Visível

OPACO DEVIDO A PRESENÇA DE ÁGUA: mínima passagem ou saída de radiação

JANELA ATMOSFÉRICA: penetração ou saída máxima de radiação

TRANSMITÂNCIA ATMOSFÉRICA

Comprimento de Onda (µm)

Tran

smit

ânci

a To

tal (

%)

Tran

smit

ânci

a To

tal (

%)

BAIXA

ALTA

UV V SI NIR SWIR MWIR LWIR

COMPRIMENTO DE ONDA E FREQÜÊNCIACOMPRIMENTO DE ONDA E FREQÜÊNCIA

Comprimento de onda: Comprimento de onda: representa a distância entre pontos representa a distância entre pontos equivalentes encontrados em uma trajetória ondular.equivalentes encontrados em uma trajetória ondular.

Freqüência: número de oscilações por unidade de tempo ou número de comprimentos de onda que passam por um ponto por unidade de tempoO comprimento de onda é o inverso da freqüência. Assim, altasfreqüências são associadas a comprimentos de onda curtos ebaixas freqüências são associadas a grandes comprimentos de ondaA quantidade de energia de um fóton, em ergs, é dada pela seguinte equação: E = hvE = hvh, representa a constante de Plank (6.6260*10-34 Joules-sece v representa a freqüência