Elektromanyetik dalga dediğimizde hepimizin aklına spektrumdaki mordan kırmızıya giden renk paleti canlanıyordur. Radyo dinlerken, kablosuz bir ağa bağlandığınızda veya mikrodalga fırında akşam yemeği pişirirken elektromanyetik dalgaları kullanıyorsunuz. Peki “Elektromanyetik Dalga Nedir?, Elektromanyetik Dalgalar Nasıl Oluşur?, Elektromanyetik Dalga Uygulama Alanları Nelerdir?” Bu soruların cevaplarını biliyor muyuz?
Elektromanyetik Dalga Nedir?
Elektromanyetik dalgalar evrende dolaşan bir radyasyon şeklidir. Bir elektrik alan ile bir manyetik alan arasındaki titreşimler sonucu oluşan dalgalardır. Başka bir deyişle EM dalgaları salınımlı manyetik ve elektrik alanlardan oluşur.
Elektromanyetik dalgalar, bir elektrik alan, bir manyetik alanla temas ettiğinde oluşur. Bu nedenle bunlara ‘elektromanyetik’ dalgalar denir. Elektromanyetik dalganın elektrik alanı ve manyetik alanı birbirine diktir.
EM dalgaları boşlukta saniyede 300000 km sabit hızla hareket eder. Ne elektrik alanı ne de manyetik alan tarafından saptırılmazlar. Ancak girişim veya kırınım gösterme yeteneğine sahiptirler. Elektromanyetik bir dalga, ister hava, ister katı bir malzeme veya boşluk olsun, her şeyin içinden geçebilir. Bir yerden başka bir yere yayılmak veya seyahat etmek için bir ortama ihtiyaç duymaz. Mekanik dalgalar (ses dalgaları veya su dalgaları gibi) ise hareket etmek için bir ortama ihtiyaç duyar. EM dalgaları ‘enine’ dalgalardır. Bu, bunların genlik (yükseklik) ve dalga boyu (ardışık iki dalganın en yüksek/en alçak noktaları arasındaki mesafe) ile ölçüldüğü anlamına gelir.
Bir dalganın en yüksek noktasına ‘tepe’, en alçak noktasına ise ‘çukur’ denir. Elektromanyetik dalgalar çeşitli frekanslara bölünebilir. Bu elektromanyetik spektrum olarak bilinir. EM dalgalarına örnek olarak radyo dalgaları, mikrodalgalar, kızılötesi dalgalar, X ışınları, gama ışınları vb. verilebilir. Elektromanyetik spektrumdaki dalgaların boyutları, binaların uzunluğu kadar olan çok uzun radyo dalgalarından atom çekirdeğinden daha küçük olan çok kısa gama ışınlarına kadar değişir. Boyutları enerjileriyle ilgilidir. Dalga boyu ne kadar küçük olursa enerji o kadar yüksek olur.
Dalgaların belirli malzemeler tarafından “engellendiği” yaygın olarak söylense de, doğru anlayış, enerjinin dalga boylarının malzeme tarafından emildiğidir. Bu anlayış, hava durumu uydularından gelen verileri yorumlamak için kritik öneme sahiptir çünkü atmosfer aynı zamanda bazı dalga boylarını emerken diğerlerinin geçmesine izin verir.
Elektromanyetik Enerji Neden Önemlidir?
Gezegenin çevresel durumu giderek artan bir endişe haline geldikçe elektromanyetik radyasyonu anlama ihtiyacımız da artıyor . Yenilenebilir ve sürdürülebilir enerjiye olan ihtiyaç artarken bilim adamlarının radyasyon ve elektromanyetik enerji üzerine araştırmalarını sürdürmeleri gerekecek . Dahası, bilgisayarların, telefonların, enerji tasarruflu cihazların ve yenilenebilir enerji kaynaklarının sürekli teknolojik gelişimi, nüfusu giderek artan bir dünyada sürekli artan bağlantı ve bilgi ihtiyacı açısından bir öncelik olmaya devam edecektir. Elektromanyetik enerji eğitimi ve kullanımı , dünyamıza güç veren elektromanyetik dalgalardan yararlanmaya devam etmemizi sağlayacaktır
Elektromanyetik Dalgalar Nasıl Oluşur?
- Genellikle yüklü bir parçacık tarafından bir elektrik alanı üretilir. Bu elektrik alanı diğer yüklü parçacıklara bir kuvvet uygular. Pozitif yükler alan yönünde, negatif yükler ise alan yönünün tersi yönde hızlanır.
- Manyetik alan hareketli yüklü bir parçacık tarafından üretilir. Bu manyetik alan diğer hareketli parçacıklara bir kuvvet uygular. Bu yüklere etki eden kuvvet her zaman hızlarının yönüne diktir ve bu nedenle hızı değil, yalnızca hızın yönünü değiştirir.
- Yani elektromanyetik alan, hızlanan yüklü bir parçacık tarafından üretilir. Elektromanyetik dalgalar, boş uzayda ışık c hızıyla hareket eden elektrik ve manyetik alanlardan başka bir şey değildir. Hızlanan yüklü parçacık, yüklü parçacığın bir denge konumu etrafında salınması durumudur. Yüklü parçacığın salınım frekansı f ise, f frekansında bir elektromanyetik dalga üretir. Bu dalganın dalga boyu λ, λ = c/f ile verilir. Elektromanyetik dalgalar enerjiyi uzayda aktarır.
Elektromanyetik Dalgaların Uygulamaları
EM spektrumunun farklı bölümlerinin farklı kullanımları vardır:
- Radyo dalgaları – radyo ve televizyon
- Mikrodalgalar – uydu iletişimi ve yemek pişirme
- Kızılötesi – Elektrikli ısıtıcılar, yemek pişirme ve kızılötesi kameralar
- Görünür ışık – Fiber optik iletişim
- Ultraviyole – Enerji tasarruflu lambalar, güneş bronzlaşması
- X-ışınları – Tıbbi görüntüleme ve tedaviler
- Gama ışınları – Tıbbi görüntüleme ve tedaviler
- Elektromanyetik dalgaları aynı zamanda evren hakkında bilgi edinmek için de kullanılır. Elektromanyetik dalgalar boş uzayda enerjilerini kaybetmeden ışık hızında ilerler ve evrenin çok uzak noktaları hakkında bilgi edinmemizi sağlar. Evren ve uzak gökadalar hakkında yakın zamanlara kadar yalnızca elektromanyetik dalgaları kullanarak bilgi edinebiliyorduk. Varlığı 1916’da Albert Einstein tarafından öngörülen kütleçekimsel dalgaların 2016 yılında doğrudan gözlemlenmesinden sonraysa evren hakkında kütleçekimsel dalgalar kullanılarak da bilgi elde edilmeye başlandı.
Kaynakça
- www.noaa.gov/jetstream/satellites/electromagnetic-waves
- www.economictimes.indiatimes.com/defaultinterstitial
