अध्याय - 3

विद्युत चुम्बकीय विकिरण

(Electro-Magnetic Radiation)

प्रश्न- सुदूर संवेदन की आधारभूत संकल्पना का वर्णन कीजिए।

अथवा
सुदूर संवेदन की प्रक्रिया में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के महत्व का विवेचन कीजिए।

उत्तर -

सुदूर संवेदन एक ऐसा तकनीकी विज्ञान है जो पृथ्वी के किसी स्थान, वस्तु अथवा घटना के सम्बन्ध में दूर अन्तरिक्ष में स्थित उपग्रह या अन्तरिक्ष यानों पर लगे संवेदकों के द्वारा ग्रहण किये गये धरातलीय परावर्तित प्रकाश के आवेगों को अंकित करता है। सूचना-संग्रह की यह प्रक्रिया विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा पर आधारित होती है। धरातल को या उस पर स्थित विभिन्न पदार्थों को यह ऊर्जा सूर्य से प्राप्त होती है। विभिन्न पदार्थ इस ऊर्जा का कुछ भाग अवशोषित करते हैं और कुछ भाग का बिकिरण करते हैं। इसे विद्युत चुम्बकीय विकिरण (EMR-Electromagnetic Radiation) कहते हैं। ब्रह्माण्ड में सूर्य, विद्युत-चुम्बकीय ऊर्जा का स्रोत है।

अतः यह स्पष्ट है कि विभिन्न धरातलीय तथ्य अलग-अलग मात्रा में ऊर्जा का विकिरण करते हैं। यह विकिरण, तरंगों (Waves) के रूप में होता है। विभिन्न धरातलीय तथ्यों से निःसृत विद्युत-संकेतों (Electrical Signals) को संवेदकों द्वारा ग्रहण किया जाता है। संग्रहण का यह तरीका आंकिक (Digital) होता है। संवेदकों से ये (Signals form) भूकेन्द्रों को प्रेषित किये जाते हैं जहाँ उन्हीं संकेतकों के आंकिक प्रतिरूप का छाया प्रतिबिम्ब (Image) बनता है और पुनः विद्युत-संकेतकों से निर्मित विभिन्न लम्बाई की तरंगों के आधार पर वर्णक्रमीय बैंड (Spectral Bands) द्वारा कम्प्यूटरों से उन्हीं धरातलीय पदार्थों की विभिन्न विशेषताओं का विश्लेषण किया जाता है।

सुदूर संवेदन तकनीक में कुछ भौतिकशास्त्रीय परिकल्पनाएँ प्रयुक्त होती हैं जो निम्नलिखित हैं-

1. विद्युत चुम्बकीय विकिरण (Electromagentic Rays, EMR) - ब्रह्माण्ड का सबसे बड़ा स्रोत है। उससे अनवरत रूप में इसी ऊर्जा का प्रकाश या विकिरण होता रहता है। इसे ही विद्युत चुम्बकीय विकिरण कहते हैं। यह एक गतिशील ऊर्जा है, जिसे तरंग के रूप में 3x108 मीटर प्रति सेकण्ड के आधार पर व्यक्त किया जाता है। ये तरंगें लहरदार होती हैं। इन तरंगों की तीन विशेषताएँ सुदूर संवेदन का आधार बनती है-

(i) तरंग वेग (Wave velocity) - सभी प्रकार की विद्युत चुम्बकीय तरंगों के संचरण का वेग, प्रकाश के वेग के समान होता है। प्रकाश या किसी अन्य विद्युत चुम्बकीय तरंग का वेग सामान्यतः किसी निर्वात् (Vaceum) में 299,793 किमी प्रति सेकण्ड होता है जिसे सामान्यतः 3,000,00 किसी प्रति सेकण्ड अथवा 3x 10 मीटर प्रति सेकण्ड मान लिया जाता है। लेकिन अलग-अलग घनत्व वाले क्षेत्रों में इस वेग में अन्तर उत्पन्न हो जाता है। इसे C से प्रदर्शित करते हैं

(ii) तरंगदैर्ध्य (Wavelength) - चित्र 1 से स्पष्ट है कि किन्हीं दो उत्तरोत्तर तरंग शीर्षों के बीच की क्षैतिज दूरी तरंगदैर्ध्य कहलाती है। इस दूरी को माइक्रोमीटर (um) में व्यक्त किया जाता है। इसे ग्रीक भाषा के (लैम्बडा) से प्रदर्शित किया जाता है। (तालिका 1)

तालिका 1: दूरी की मौट्रिक इकाइयाँ

(iii) तरंग बारम्बारता (आवृत्ति) (Wave frequency) - एक निश्चित समय में किसी निश्चित बिन्दु से गुजरने वाली तरंग के शीर्षों की संख्या को सम्बन्धित विद्युत चुम्बकीय तरंग की बारम्बारता कहते हैं। इसे हर्ट्ज (Hertz) में व्यक्त किया जाता है। इसे ग्रीक भाषा के v (न्यू) अक्षर से प्रदर्शित करते हैं। बारम्बारता को व्यक्त करने की इकाइयाँ तालिका-2 में प्रदर्शित की गई है।

तालिका-2 : बारम्बारता को व्यक्त करने की इकाइयाँ

उपर्युक्त तीनों लक्षणों को सूत्र C = Av द्वारा व्यक्त किया जा सकता है।

2. विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम (Electromagnetic spectrum) - जब प्रकाश की एक किरण को किसी प्रिज्म (Prism) में से गुजारा जाता है तो सफेद रंग के पर्दे पर एक बहुरंगी पट्टी उभरकर आती है जिसके एक सिरे पर बैंगनी और दूसरे सिरे पर लाल रंग होता है। विभिन्न रंगों की पट्टियों के इस लगातार क्रम को प्रकाश-स्पेक्ट्रम अथवा दृश्य स्पेक्ट्रम (visible spectrum) कहते हैं। वैसे मानव की आँखों द्वारा 256 प्रकार के रंग देखे जा सकते हैं। विद्युत चुम्बकीय तरंगदैर्ध्य के विभिन्न प्रदेशों एवं उनके उपविभागों के तुलनात्मक लक्षणों को चित्र-2 में प्रदर्शित किया गया है।

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