elektromanyetik dalgalar

ELEKTROMANYETİK DALGALAR
Mete Akan
www.metefizik.com
Elektromanyetik Dalgalar
• Yüklü taneciklerin ivmeli hareketleri
sonucunda oluşurlar.
– Durgun yükler ve kararlı akımlar EMD
oluşturmazlar.
– Durgun bir yükün çevresinde kısa menzilli elektrik
alanı,
– Sabit hızla hareket eden bir yükün çevresinde kısa
menzilli bir manyetik alan oluşur.
Elektromanyetik Dalgalar
• Şiddetlerindeki artış ve azalışın birbirini
periyodik olarak takip ettiği değişken elektrik
ve manyetik alanlar EMD oluşturur.
• Bir elektro manyetik dalganın elektrik ve
manyetik alan vektörleri birbirine diktir.
• EMD yayılma doğrultusu da elektrik ve
manyetik alan vektörlerine diktir.
E
c
B
ve
c  f
Elektromanyetik Dalgalar
•
•
•
•
•
•
Elektromanyetik dalgalar;
uzun menzilli,
şiddeti uzaklıkla ters orantılı değişen,
enine dalgalardır.
Boş uzayda ışık hızı ile yayılırlar.
Üst üste binme ilkesine uyarlar.
E
c
B
ve
c  f
Hans Christian Oersted
Michael Faraday
James Clerk Maxwell
Heinrich Rudolph Hertz
Radyo Dalgaları
• Radyo dalgalan, iletken tellerden geçen ivmeli
yüklerin sonucudur. Bu dalgalar, LC
titreşkenleri gibi elektronik cihazlar vasıtası ile
meydana getirilirler ve radyo ve televizyon
iletişim sistemlerinde kullanılırlar.
Tı k l ay ı n …
G. Marconi
Mikrodalgalar
• Kısa dalga boylu radyo dalgaları
• 1mm ile 30 cm arasında değişen dalga
boylarına sahiptirler ve elektronik cihazlarla
meydana getirilirler.
• Kısa dalga boylarından dolayı, hava
yolculuklarında kullanılan radar sistemleri ve
maddenin atomik ve moleküler
parametrelerinin incelenmesi için çok
uygundurlar.
Mikrodalgalar
• Mikrodalga fırınlar, bu dalgaların evlerimizdeki
ilginç uygulamasını temsil eder.
• Güneş enerjisinin, uzaydaki bir güneş
kollektöründen yeryüzüne düşen parlak
mikrodalgalar vasıtası ile yararlı hale
getirilebileceği önerilmiştir.
Kızılötesi Dalgalar
• Bazen ısı dalgaları da denir, 1 mm’den görünür
ışığın en uzun dalga boyu olan 7 x ıo-7 m’ye kadar
değişen dalga boylarına sahiptirler.
• Sıcak cisimler ve moleküller tarafından
oluşturulan bu dalgalar, çoğu maddelerce
kolaylıkla soğurulurlar. Bir maddenin soğurduğu
kızılötesi enerjisi, ısı şeklinde kendini gösterir.
Çünkü madde tarafından soğurulan bu enerji
vasıtası ile, cismin atomları yerinden
oynadığından, onların titreşim ve öteleme
hareketleri artar, dolayısıyla maddede bir sıcaklık
artması meydana gelir.
Kızılötesi Dalgalar
• Kızılötesi radyasyonun, endüstri, tıp, fizik
tedavi, astronomi, kızılötesi fotoğrafçılığı ve
titreşim spektroskopisini içeren birçok pratik
ve bilimsel uygulamaları vardır.
Kızılötesi Fotoğraf
• Pratikte pek çok kullanım alanı vardır. Yalnız
fotoğraf amaçlı kullanımı diğer kullanım
amaçlarına göre çok küçük bir bölümü tutar. Esas
kullanım askeri ve bilimsel alanlardadır. Bunların
dışında :
• Kararmış, silinmiş ve okunamayan belgelerin
okunmasında,
• Resimlerde verniğin altındaki ilk katın
incelenmesinde (ünlü resimlerin taklitlerinin
ortaya çıkarılmasında),
• Yapay kamuflajların ortaya çıkarılmasında,
Kızılötesi Fotoğraf
• Büyük ormanlık alanlarda, hasta ağaçların
tespiti ve hastalığın yayıldığı alanların
tespitinde,
• Bitki örtüsünün incelenmesinde,
• Tarım ürünlerinin tahmini rekolte miktarının
tayininde kullanılır.
Kızılötesi Fotoğraf
• Infrared filmler, fotoğrafta özel efektler verirler
Ton kaymaları yaparlar:
• Sağlıklı bitkilerin yaprakları gün ışığını emer,
Infrared olarak yansıtırlar ve görüntüde
yeşillikler beyaz renkte gözükür.
• Mavi gökyüzü IR yi emdiği için siyah çıkar
• Bütün sular IR yi emer ve siyah çıkarlar
• Bulutlar IR yi geçirirler ve beyaz renginde bir
değişim olmaz, kendine özgü gren verirler.
Görünür Işık
• Elektromanyetik dalgaların en bilinen şekli olan
görünür dalgalar, insan gözünün görebildiği
spektrum kısmı olarak tanımlanabilir.
• Işık, atom ve moleküllerdeki elektronların
yeniden düzenlenmeleri ile oluşur.
• Görünür ışığın çeşitli dalgaboyları, mordan (  4
x 10-7 m) kırmızıya kadar (  7 x 10-7 m) değişen
renklerle sınıflandırılır.
• Gözün duyarlılığı, dalga boyunun bir
fonksiyonudur. Duyarlılık, 5,6 x 10-7 m (sarı-yeşil)
civarındaki bir dalga boyunda maksimum
olmaktadır.
Morötesi (ultraviyole) Dalgalar
• 3,8 x 10-7 m (380 nm) ile 6 x 10-8 m (60 nm)
arasındaki dalga boylarını kapsar.
• Güneş, güneş yanıklarının başlıca sebebi olan
morötesi ışınların en önemli kaynağıdır.
Güneşten gelen morötesi ışığın çoğu, üst
atmosferdeki veya stratosferdeki atomlar
tarafından yutulur.
• Bu bir şanstır, çünkü büyük miktarlarda
morötesi ışınlar, insan üzerinde zararlı etkiler
oluşturur.
Morötesi (ultraviyole) Dalgalar
• Stratosferin önemli bir bileşeni, morötesi
radyasyonun oksijenle tepkimeye girmesi
sonucunda oluşan ozon (O3) dür.
• Bu ozon tabakası, öldürücü yüksek enerjili
morötesi radyasyonu ısıya dönüştürür ve sonuçta
stratosfer tabakası ısınır. Yakın zamanda,
soğutucularda ve aerosol spray kutularda
kullanılan freon gazının kullanımının bir sonucu
olarak koruyucu ozon tabakasının tüketilme
olasılığı konusunda büyük tartışmalar yaşanmış ve
bu gazların kullanımı büyük ölçüde azaltılmıştır.
X Işınları
• X-ışınları, 10-8 m (10 nm) ile 10-13 m (10-4 nm)
aralığında dalga boylarına sahip
elektromanyetik dalgalardır.
• X ışınlarının en genel kaynağı, bir metal hedefi
bombardımana tabi tutan yüksek enerjili
elektronların yavaşlamasıdır.
X Işınları
• X-ışınları tıpta bir tanı aracı olarak ve belirli
kanser türlerinin tedavisinde kullanılır.
• X-ışınları, canlı dokulara ve organizmalara
zarar verici veya öldürücü etki yaptığından, bu
ışınlara gereksiz yere maruz kalmanın
önlenmesine dikkat edilmelidir. X ışınları
kristal yapının incelenmesinde de kullanılır,
çünkü X ışını dalga boyları katı cisimlerdeki
atomlar arası uzaklık ( 0,1 nm)
mertebesindedir.
Gamma Işınları
• Radyoaktif çekirdekler tarafından (60Co ve 137 Os
gibi) ve belirli nükleer tepkimeler süresince
yayılan elektromanyetik dalgalardır.
• Dalga boylan, 10-10 m ve 10-14 m bölgesindedir.
• Bu ışınlar yüksek derecede girginlik özelliğine
sahiptirler; canlı dokular tarafından
soğurulduğunda ciddi zararlar oluştururlar. Sonuç
olarak bu tür tehlikeli radyasyonun yakınında
çalışanlar, kalın kurşun tabaka benzeri iyi
soğurucu maddelerle korunmalıdırlar.