Elektromanyetik Dalgalar hocalara geldik

Elektromanyetik Dalgalar Umut Hoca

Elektromanyetik Dalgaların Ortak Özellikleri
Işık, çok eski zamanlardan beri insanoğlunun ilgisini çekmiş, insanoğlu ışığın ne olduğunu ve nasıl meydana geldiğini sürekli sorgulamıştır. Bu sorgulamaların en doğru cevabını İskoçyalı Fizikçi James Clerk Maxwell (Ceymis Kılerk Maksvel, 1831-1879) vermiş (Görsel 3.11) ve elektromanyetik teorinin kurucusu olarak tarihe geçmiştir. Sabit bir yük, etrafında sadece elektrik alan oluşturur. Sabit bir hızla hareket eden yükler ise sabit bir akım meydana getirir. Bu durumda hem elektrik hem de manyetik alan oluşur. Ancak elektrik ve manyetik alanın büyüklüğü değişmediği için elektromanyetik dalga oluşmaz. Yüklü parçacıkların ivmeli hareket yapmaları sonucunda birbirine ve dalgaların ilerleme yönüne dik iki düzlem üzerinde değişken elektrik ve manyetik alan oluşur. Elektrik alanının değişmesi manyetik alanı, manyetik alanın değişmesi elektrik alanını meydana getirir. Elektromanyetik dalgaların bileşenleri Şekil 3.29’da verilmiştir.

Bir elektromanyetik dalgada elektrik, manyetik alan ve ilerleme doğrultusu birbirine diktir. Elektromanyetik dalgalarda elektrik ve manyetik alan bileşenleri ile yayılma doğrultusunun birbirine dik olması elektromanyetik dalgaların enine dalga olduğunun göstergesidir (Şekil 3.30). Elektromanyetik dalgaların ilerleme yönü sağ el kuralı ile bulunur. Sağ elin baş, işaret ve orta parmağı birbirine dik olacak şekilde tutulduğunda başparmak E yönünde, işaret parmağı B yönündeyken orta parmak c nin yönünü gösterir (Şekil 3.31).

Elektromanyetik Spektruma Günlük Hayattan Örnekler
Elektromanyetik dalgalar insan hayatında önemli yer tutar. İletişimde, sanayide, tıpta ve bilimsel çalışmalarda elektromanyetik dalgalar sıklıkla kullanılır. Çevrede çok miktarda elektromanyetik dalga olmasına rağmen bunların çok küçük bir kısmı görülebilir. İnsan gözü tarafından algılanabilen elektromanyetik dalga çeşidi görünür ışıktır. Işık ise görmeyi sağlayan bir enerji çeşididir. Cisimler üzerine düşen ışığı yansıtmasıyla görünebilir hâle gelir.

Radyo Dalgaları
Radyo dalgaları, elektromanyetik dalgaların en uzun dalga boyuna sahip çeşididir. 104 m ile 0,1 m arasında değişen dalga boylarına sahiptir. Radyo ve televizyon vericilerinin antenlerinden yayılan dalgalar, alıcı cihazların antenleri tarafından toplanır. Alınan dalgalar radyolarda (Görsel 3.12) sese dönüşürken televizyonlarda (Görsel 3.13) hem sese hem de görüntüye dönüşür. Cep telefonlarında iletişim, radyo dalgalarıyla sağlanır. Dalga boyları, radyo ve televizyonlarda kullanılan dalga boylarından küçüktür. Radyo dalgaları uzay araştırmaları için de önemlidir. Yıldızlar ve galaksiler farklı dalga boylarında ışık yayar. Yayılan ışığın bir kısmı spektrumda yer alan radyo dalgaları bölgesine karşılık gelir. Bu dalgalar radyo teleskoplarıyla (Görsel 3.14) incelenerek gök cisimleri hakkında yeni bilgiler elde edilir.

Mikrodalgalar
Mikrodalgaların dalga boyları 0,3 m ile 10-4 m arasında değişir. Mikrodalgalar, radyo dalgaları gibi iletken içerisindeki yüklü parçacıkların ivmeli hareket etmesi sonucu oluşur. Radyo dalgalarına yakın olan kısmındaki dalgalar, evlerde kullanılan mikrodalga fırınlarda (Görsel 3.15) yiyecekleri pişirmek veya ısıtmak için kullanılır. Fırın içerisinde oluşan dalgalar, yiyeceklerin içerisinde bulunan su moleküllerini titreştirerek ısıyı doğrudan bu moleküllere aktarır. Bu şekilde ısınma işlemi daha kısa sürede gerçekleşir. Hava sahasını kullanan uçakların takibinde (Görsel 3.16) veya trafikte seyir hâlindeki araçların hızlarının belirlenmesinde kullanılan radarlarda da kısa dalga boyuna sahip mikrodalgalar kullanılır. Radarlardan yayılan dalgalar bir yüzeye çarpıp geri geldiğinde elektronik devreler tarafından görüntüye dönüştürülür ve cismin konumu belirlenir.

Kızılötesi Dalgalar
Kızılötesi dalgaların dalga boyları 1 mm ile 7$10-7 m arasında deği- şir. Bu bölgedeki dalgalara infrared dalgalar da denir. Kızılötesi dalgalar sıcak cisimler tarafından yayılır. Cisimlerden yayılan kızılötesi dalga termal kameralar tarafından algılanarak karanlık ortamlarda bile görüntü elde edilebilir (Görsel 3.17). Termal kamera ekranında görülen renkler, cisimlerin sıcaklıkları azaldıkça kırmızıdan mora doğru değişim gösterir. Kızılötesi dalgalardan; kısa mesafeli iletişimde, televizyon kumandalarında (Görsel 3.18) ve fizik tedavi kliniklerinde faydalanılır.

Görünür Bölge
İnsan gözünün elektromanyetik dalgalar içerisinde görebildiği kısmına görünür bölge denir. Dalga boyu 7 $ 10-7 m olan kırmızı ışık ile dalga boyu 4 $ 10-7 m olan mor ışık arasındaki renklerden oluşur. Cisimler, üzerine düşen güneş ışığını yansıttıkları için görünebilir hâle gelir (Görsel 3.19). Renkleri birbirinden ayıran temel özellik, dalga boylarının farklı olmasıdır. Gökkuşağında görülen bütün renkler, dalga boyları görünür bölge içerisinde kalan elektromanyetik dalgalardan oluşur (Görsel 3.20).