1 / 55

L’espectre electromagnètic

L’espectre electromagnètic. =c/ E= ħ·. λ. Longitud d’ona La radiació electromagnètica es caracteritza per: Longitud d’ona, . Freqüència, . Energia, E. Altres tècniques. L’espectre electromagnètic. La llum visible és només una petita part de l’espectre electromagnètic.

tatiana-stanley
Download Presentation

L’espectre electromagnètic

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. L’espectre electromagnètic • =c/ • E=ħ· λ Longitud d’ona La radiació electromagnètica es caracteritza per: Longitud d’ona, . Freqüència, . Energia, E. Altres tècniques

  2. L’espectre electromagnètic La llum visible és només una petita part de l’espectre electromagnètic. Altres tècniques

  3. Llei de Wien Un cos negre a temperatura T emet el màxim de radiació en la longitud d’ona: =0.29/T El Sol amb una temperatura superficial de 5800 K té el màxim de radiació a  ~ 5000 Å (color groc). Altres tècniques

  4. Regions de l’espectre Altres tècniques

  5. Absorció atmosfèrica Gairebé no hi ha atenuació en el visible ni en el ràdio, així com en determinades bandes de l’infraroig. Altres tècniques

  6. Astronomia ràdio Altres tècniques

  7. Línies de camp magnètic Radiació sincrotró e− Radiació sincrotró • La radiació sincrotró es produeix per partícules carregades accelerades dintre de camps magnètics. • Les remanents de supernoves, el púlsars, el quasars entre d’altres fenòmens radien sincrotró. • Es pot produir radiació sincrotró en qualsevol longitud d’ona. Altres tècniques

  8. Transicions atòmiques • Quan un electró canvia d’estat quàntic a un de menor energia emet radiació. • La transició hiperfina de canvi d’espí de l’hidrògen neutre emet a 21 cm. • Altres transicions moleculars, per exemple el NH3 (amoníac) també emeten en ràdio. Altres tècniques

  9. La Via Làctia a 21 cm Mapa de la Via Làctia. Observat en ràdio a 21 cm, emissió de l’hidrogen neutre. Altres tècniques

  10. Pare de la radioastronomia. • Primera detecció en ràdio del centre de la Via Làctia als Laboratoris Bell (1931). • En el seu honor es defineix la unitat de flux de potència per unitat de freqüència: • 1 Jy = 10−26 W m−2 Hz−1 Karl Jansky A longituds d’ona de 15 m el Sol emet entre 103 i 107 Janskys depenent del seu estat d’activitat. Altres tècniques

  11. Va construir el primer radiotelescopi per investigació astronòmica el 1937. • L’antena parabòlica de 9.5 m de diàmetre es conserva al NRAO (National Radio Astronomy Observatory). • Va fer els primers mapes del cel en ràdio, publicats el 1944. • Els avenços tecnològics que va portar la Segona Guerra Mundial van representar l’impuls definitiu per a la radioastronomia. Grote Reber Altres tècniques

  12. Radiotelescopi Esquema d’un radiotelescopi. Altres tècniques

  13. Radi d’Airy: • θ= 1.22·/D • λ=10 cm, D=100 m  θ=4’ Resolució d’un radiotelescopi Camp de 4’. Poden entrar fins a un centenar d’estels. • Resolució d’un telescopi òptic ~ 1’’. • θ=1’’, λ=10 cm  D ~ 25 Km Altres tècniques

  14. D = 25 Km Interferometria θ  = 10 cm  θ= 1’’ correlador Altres tècniques

  15. 25 Km 10 m 10 m Àrea col·lectora: (25·103)2·π ~ 1963.5·106 m2 Interferometria Àrea col·lectora: 2·102·π = 628.3 m2 • S’aconsegueix la resolució d’un radiotelescopi de 25 Km però no la mateixa sensibilitat, ja que no es recull tanta radiació. Altrestècniques

  16. El radiotelescopi més gran del mon. • 305 m de diàmetre, amb 40000 panells d’alumini. • Receptor de 900 Tm penjat per 18 cables a 140 m d’alçada. •  de 3 cm a 6 m. • Conegut pel projecte SETI. Arecibo • Font de la mesura indirecta de les ones gravitatòries. Premi Nobel de Física per a Hulse i Taylor (1993). Altres tècniques

  17. Effelsberg • Radiotelescopi mòbil més gran del mon. • 100 m de diàmetre. • Situat a Effelsberg (Alemanya). • Capaç d’observar ones de fins a 3 mm. Altres tècniques

  18. Very Large Array a Socorro, Nou Mèxic. • 27 antenes • 25 m de diàmetre cadascuna. • 36 Km de distància màxima. • Sensibilitat equivalent a una antena de 130 m. VLA • Pot observar a longituds d’ona entre 0.7 i 90 cm i amb una resolució màxima de 0.04’’. Altres tècniques

  19. Very Long Baseline Array. • 10 antenes de 25 m de diàmetre repartides pel territori dels EEUU (incloent Hawaii). • Amb una distància major de 8600 Km. • Operades remotament des de les instal·lacions del VLA VLBA Altres tècniques

  20. VLBI • Xarxa europea de Very Long Baseline Interferometry. Altres tècniques

  21. Astronomia en microones Altres tècniques

  22. Màsers • Microwave Amplification by Stimulation Emission of Radiation. • És un làser de microones. • Les molècules més importants que emeten màsers naturals són l’hidroxil, OH, el monòxid de silici, SiO, el metanol, CH3OH, l’amoníac, NH3 i l’aigua, H2O. Altres tècniques

  23. Màsers Imatge d’emissió en màser d’aigua. Altres tècniques

  24. Radiació de fons de microones • La rebem des de totes les direccions de l’espai. • Prové del moment en que l’Univers es va fer transparent a la radiació, quan la temperatura de l’Univers va baixar per sota de l’energia d’ionització de l’hidrogen i els electrons es van lligar als nuclis. Altres tècniques

  25. Radiació de fons de microones • És la radiació de cos negre més perfecta que es coneix. • Té una temperatura de 2.73 K. Altres tècniques

  26. COBE Satèl·lit COBE (COsmic Background Explorer). Altres tècniques

  27. CMB Mapa de fluctuacions de temperatura de COBE. Va mesurar diferències de temperatura de fins a una part en 100000. Altres tècniques

  28. WMAP La Wilkinson Microwave Anisotropy Probe té una resolució 33 vegades superior a COBE, i una sensibilitat 45 vegades millor. Altres tècniques

  29. Balloon Observations Of Millimetric Extragalactic Radiation ANd Geophysics. • Detector de microones instal·lat en un globus. • La missió és més barata. • Els temps de desenvolupament són menors. • Es pot aplicar ràpidament noves evolucions dels detectors. • Només cobreix un 3% del cel. BOOMERANG Altres tècniques

  30. BOOMERANG Es llança a l’Antàrtida i vola durant uns 10 dies a 37 Km d’altitud. Altres tècniques

  31. ALMA Projecte d’interferòmetre de microones amb 64 antenes de 12 m de diàmetre i separacions de fins a 10 Km. A construir en el desert a Xile. Altres tècniques

  32. Astronomia en infraroig Altres tècniques

  33. Regions de formació estel·lar. • Estels freds. • Gas i pols. • Galàxies molt llunyanes, amb grans desplaçaments cap al vermell. Les protoestrelles escalfen el gas i la pols que les envolten. Orió. Objectes en infraroig Una imatge en infraroig de la bòveda celest revela el gas i la pols que s’acumulen al disc galàctic. Altres tècniques

  34. IRAS • Infrared Astronomical Satellite. Llançat el 1983. • Quatre bandes de l’espectre: 12, 25, 60 i 100 micres. • Va mapejar el 96% del cel detectant unes 500000 fonts d’infraroig. Va descobrir cometes, asteroides, protoestels envoltats de núvols de gas i pols, estrelles variables, galàxies amb intensa activitat de formació estel·lar, i va observar per primera vegada el nucli de la Via Làctia. Altres tècniques

  35. Centre galàctic En la imatge en el visible la pols absorbeix tota la radiació del centre galàctic. En canvi, s’ha pogut comprovar que el centre galàctic és una de les fonts més brillants en infraroig. Altres tècniques

  36. ISO (Infrared Space Observatory). Telescopi en infraroig llançat el 1995 per la ESA. Sensibilitat per a longituds d’ona entre 2.5 i 240 micres. • SIRTF (Space InfraRed Telescope Facility), amb un rang d’observació entre 3.5 i 180 micres. Llançat el 2003 per la NASA, forma part del seu programa de grans observatoris. • 2MASS (The 2 Micron All Sky Survey). Mapejat uniforme digital (observacions des de terra) del cel a les bandes J, H i K centrades a 1.25, 1.65 i 2.17 micres. Té com a objectiu crear un atlas amb més de 4 milions d’imatges així com crear catàlegs astromètrics i fotomètrics de més de 1 milió de galàxies. Observatoris infraroig Altres tècniques

  37. Astronomia en l’ultraviolat Altres tècniques

  38. Objectes en ultraviolat • Estels massius molt joves. • Estels molt vells prop de la seva mort. • Nans blancs. • Corones actives calentes. • Medi interestel·lar molt calent. Altres tècniques

  39. International Ultraviolet Explorer, 1978-1996. • Sensibilitat en la banda d’entre 1150 i 3350 Å. • Primera detecció d’una aurora a Júpiter. • Descobriment de noves de O-Ne-Mg. • Detecció de corrents de gas a sistemes binaris. • Detecció de vents d’alta velocitat a variables cataclísmiques. • Detecció d’halos galàctics. IUE Altres tècniques

  40. Extreme Ultraviolet Explorer Mission, 1992-2001. • Rang d’observació entre 70 i 760 Å. • Observació del punt calent d’acreció de matèria a variables cataclísmiques. • Detecció d’heli a l’atmosfera de Mart. • Detecció d’emissió tèrmica a la superfície d’estels de neutrons. • Detecció de gas a 106 K en cúmuls de galàxies. • Mesura de la fracció d’ionització de l’heli en el medi interestel·lar. EUVE Altres tècniques

  41. Astronomia de raigs X Altres tècniques

  42. Detectors de raigs X Els fotons de raigs X són molt energètics i molt difícils de desviar per ser enfocats. El que es feia és una matriu de detectors col·limada amb una reixeta de material que no pugui ser atravessat pels raigs X. Amb aquesta tècnica s’aconsegueixen resolucions molt baixes. Altres tècniques

  43. Detectors de raigs X • Detectors de gas • Comptadors proporcionals • Cambra d’espurnes • Detectors d’estat sòlid • Detectors de centelleig • Detectors de cristall • Calorímetres Altres tècniques

  44. Riccardo Giacconi va ser el pioner de l’astronomia X. (Premi Nobel de Física 2002). • Va detectar la primera font de raigs X fora del Sistema Solar, Scorpius X-1, amb un detector a bord del coet V2. Riccardo Giacconi Altres tècniques

  45. UHURU • 1970-1973. Escanejat uniforme del cel entre 2 i 20 KeV. • Uhuru vol dir “llibertat” en Swahili. • Descobriment que els estels de raigs X eren estels de neutrons o forats negres acretant matèria. • Descobriment de l’emissió en X del gas calent intracumular. Altres tècniques

  46. Es poden enfocar raigs X quan incideixen de manera gairebé paral·lela a superfícies parabòliques o hiperbòliques. • El primer telescopi de raigs X va ser l’Einstein (1978-1981). • Actualment hi ha dos grans observatoris de raigs X en òrbita. El Chandra de la NASA, i el XMM-Newton de la ESA. Telescopis de raigs X Altres tècniques

  47. Chandra / XMM-Newton Chandra (NASA) ofereix una millor resolució i està optimitzat per obtenir imatges, mentre que XMM-Newton (ESA) està optimitzat per l’obtenció d’espectres. Altres tècniques

  48. Radiació tèrmica • Discos d’acreció sobre forats negres o estels de neutrons en sistemes binaris o galàxies de nucli actiu. • Desintegracions β • Remanents de supernova • Radiació sincrotró • Jets relativistes de galàxies de nucli actiu. Emissió de raigs X Altres tècniques

  49. Astronomia Gamma Altres tècniques

  50. Detectors de raigs gamma • Actualment no es poden enfocar raigs gamma  • Detectors col·limats • Màscares codificades Per la forma de l’ombra es pot recomposar una imatge. Altres tècniques

More Related