Radyasyon ve Elektromanyetik Spektrum

 Radyasyon (radiation) veya diğer adı ile ışıma enerjinin yayılmasına verilen isimdir. Bu yayılma tanecik ve/veya dalga biçiminde gerçekleşir. Yayılımın maddelerin içinden geçme durumu dalga boyuna (radyasyon türüne) bağlıdır. Radyo dalgaları, cep telefonu sinyalleri, görünen ışık, mikro dalgalar birer radyasyon çeşididir. Kullandığımız radyo kelimesinin kökenide dolaylı olarak radyasyondan gelmektedir. O halde el fenerinden çıkan ışıkda, cep telefonumuzun anteninden çıkan sinyalde birer yayılımdır ve aralarındaki tek fark dalga boyudur. Tüm dalga boylarının birlikte ifade edilmesine de elektromanyetik sprektrum veya elektromanyetik tayf denir.

 Yayılımlar dalga biçiminde geçekleşir ve dalganın tepe noktasından tepe noktasına olan mesafe dalga boyu olarak ifade edilir. Söz konusu mesafeler oldukça küçük olduğu için nanometre (nm) gibi ifadeler duyarız. Örneğin kırmızı ışığın dalga boyu 650nm civarındadır. 

 Bir dalga şeklinin kendini tekrar etmeden başlagıcı ve ve bitişi arasında kalan bölüme (zamana) periyot denir. Bir saniye içerisinde gerçekleşen periyot sayısı ise frekansı gösterir. Frekans saniyedeki değişim sayısıdır ve birimi Hertz (Hz) dir.

 Örneğin Fm radyo yayınları için frekansları 99Mhz den yayın yapılıyor gibi ifadeler kullanılırız. Günümüzde neredeyse kullanılmayan orta dalga veya kısa dalga radyo yayınları ifadelerindeki betimleme doğrudan dalga boyuna atıfta bulunmaktadır. 

 Tüm elektro manyetik dalgalar birer ışımadır (ışın) ve ışık hızında hareket ederler. Dalga boyunu ve ilerleme hızını bildiğimize göre dalga boyunda frekansı hesaplamak veya tersi mümkündür. 

λ = v/f

λ : Dalga boyu
v : Işık hızı
f : Frekans{codeBox}

Dönüşüm hesapları için linkteki online aracı kullanabilirsiniz. 

https://www.omnicalculator.com/physics/wavelength-to-frequency 

 Elektromanyetik spektrumda sadece dar bir aralıktaki ışınlar insan gözü tarafınsan algılanabilir. En yüksek dalga boyunda gördüğümüz ışık kırmızı renktedir. Kırmızıdan daha yüksek dalga boyuna sahip ışınları göremeyiz ve bu noktadan sonraki ışınlar kızılötesi (infrared) olarak adlandırılır. Aynı şekilde en düşük dalga boyu olarak mor renkli ışıkları görürüz ve daha kısa dalga boyuna sahip ışınları morötesi (ultraviolet) olarak adlandırırız. Görme aralığımın dışında doğal kaynaklı ve insan kaynaklı var olan x ışınları, radyo telsiz sinyalleri gibi bir çok ışıma türü daha bulunmaktadır. Etrafımızda görmediğimiz radyo, tv, cep telefonu, telsiz, kablosuz modem, bluetooth, enerji hatlarından yayılan gürültü sinyalleri gibi birçok faklı ışıma mevcuttur. Spektrumun tamamını görebilseydik herhâlde önümüzü göremez olurduk... Görmüyor olsakta gerçekten etrafımızda manyetik bir kirlilik mevcuttur. Şimdilik kafanız biraz daha karışsın konunun sonunda tekrar bu konudan bahsedeceğim.

 Enerji şebekelerimizden manyetik yayılımı 50hz gibi düşük bir değer sahipken dalga boyu yaklaşık 6000km gibi yüksek bir değere sahiptir. Bilimkurgu filmlerinde genelde zaman makineleri düşük bir hızla (frekansla) çalışmaya başlar ve gittikçe hızlanır. Hız yüksek bir değere ulaştığında makine ışık saçmaya başlar. Bu kurguda aslında frekansın artması ile birlikte makineden yayılan ışınların, dalga boyunun kısalması sonucunda görünen ışık aralığından geçtiğine atıfta bulunulur. 50Hz olan şebeke frekansımızı 460Thz yükseltirsek muhtemelen sokak aydınlatması gerek kalmaz ve elektrik kabloları ve elektrikli cihazlar bedavadan ışıkta yaymaya başlarlar. Tabi bu işin teorik olarak doğru ancak pratik olarak ise kurgu kısmı...

Kaynak : https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_spectrum

 Elektromanyetik Spektrum daki dalgalar, radyo dalgaları, mikrodalga, kızılötesi, görünür ışık, morötesi, x ışınları ve gama ışınları şeklinde bölümlere ayrılmıştır. Bu bölümler yine kendi içlerinde alt bölümlere ayrılırlar. Örneğin kablosuz modemlerimizin çalışma frekansı olan 2.4 - 5 Ghz frekansları mikrodalga sınıfına girmektedir. 

 Biraz daha derine inmek istersek karşımıza parçacık hareketi, dalga modeli ve girişim konuları karşımıza çıkacaktır. Buraya kadar geldiniz ve daha fazlasını istiyorsanız Elektromanyetik Radyasyon konusu incelemenizi öneririm. Ayrıca ışığın tek yarıkta kırımı ve çift yarık deneylerini izlemenizi tavsiye ederim. 

Kaynak : Wikipedia

 Konunun başlarında etrafımızda ki elektromanyetik dalgalardan bahsetmiştik. Elektromanyetik dalgaların birbirine dik elektrik alan ve manyetik alanları bulunur. 10Kw gücünde bir radyo vericimiz olsun. Kaba bir yaklaşımla sistemdeki 10Kw lık yük verici antendir ve bu enerji manyetik dalga olarak havaya atılır. Hava kötü bir iletkendir ve havadaki bu dalgalar zayıflayarak radyo alıcımızın antenine ulaşır. Anten üzerinde çok küçük bir gerilim (sinyal) indüklenir ve bu gerilim yükselteç devreleri ile radyo hoparlöründen duyulacak seviyeye yükseltilir. Bu noktada ufak bir bilgi daha ekleyelim. Duyduğumuz ses dalgaları 20hz ile 20Khz aralığında değişken bir yapıdadır. Bu frekanslar 95Mhz gibi fm yayınında iletilirken frekans modulasyonu tekniği kullanılır. Konumuza dönecek olursak etrafımızda bir sürü elektro manyetik dalgalar var. Bu dalgalar sinyal taşıyan kablolar ile kesiştiğinde kablo üzerinde taşınan sinyalin yapısını bozarak gürültüye neden olur. Sinyal kablolarını gürültüden korumak için burgulu (perli) ve blendajlı (ekranlı) kablolar (twisted screnned cable) kullanılır. Gürültü konusunu kontrol altından tutmak için kullandığımız elektrikli cihazların yaydığı manyetik sinyaller konusunda bazı standartlar konulmuştur. Avrupa da CE, Amerika da FCC standartları gereği cihazların yaydığı manyetik dalgalar (EMC) belirli değer aralıklarında olmak zorundadır. Üretimi yapılan cihazlar bu amaçla çeşitli testlerden geçerek sertifikalandırılır. 

 Işığa tekrar geri dönelim ve çift yarık deneyini anlatan güzel bir video ile konuyu sonlandıralım.