Fundamentos Físicos de la Teledetección: Leyes de Radiación y Electromagnetismo

Leyes Fundamentales de la Radiación Electromagnética

Todo cuerpo con temperatura emite radiación electromagnética. La Ley de Planck describe cuánta energía emite un cuerpo negro en cada longitud de onda:

• 1) Todo cuerpo emite más energía cuanto mayor es su temperatura.
• 2) Existe una longitud de onda donde emite más (Ley de Wien). El Sol emite principalmente en el espectro visible y la Tierra en el infrarrojo (IR).
• 3) Stefan-Boltzmann (derivada de Planck): Pequeñas variaciones térmicas producen grandes cambios radiactivos, base del balance energético planetario. Esto es la base del balance radiativo climático.

Bases Físicas de la Teledetección: Electromagnetismo Clásico

La base física última de la teledetección es el electromagnetismo clásico. Las ecuaciones de Maxwell describen el comportamiento del campo eléctrico (E) y el campo magnético (B), y explican la existencia de las ondas electromagnéticas que transportan la energía detectada por los satélites. Estas ecuaciones muestran que la luz, el infrarrojo y las microondas son la misma entidad física: perturbaciones acopladas de campos eléctricos y magnéticos que se propagan incluso en el vacío.

La velocidad de propagación demuestra que la luz es una onda electromagnética.

2.1 Ley de Gauss para el campo eléctrico

Establece que las cargas eléctricas son fuentes de campo eléctrico. Interpretación en teledetección: La radiación electromagnética se origina en aceleraciones de cargas (electrones en átomos y moléculas). Los procesos de absorción y emisión atmosférica (CO₂, H₂O, O₃) se deben a transiciones energéticas de estas cargas.

2.2 Ley de Faraday

Un campo magnético variable genera un campo eléctrico. Interpretación en teledetección: Permite la propagación de la onda electromagnética: la variación de un campo crea el otro. Gracias a esto, la energía solar puede viajar millones de kilómetros hasta la Tierra y ser detectada por sensores remotos.

2.3 Ley de Ampère-Maxwell

Un campo eléctrico variable genera un campo magnético.

Importancia de Maxwell en la Observación Satelital

Las ecuaciones de Maxwell explican tres pilares de la observación satelital:

• Origen de la radiación: Interacción electromagnética con la materia.
• Propagación por el vacío: La señal llega al satélite.
• Dependencia espectral: Cada longitud de onda transporta distinta información ambiental.