Elektromanyetik Spektrum Nedir?

Elektromanyetizma, bilimin en önemli unsurlarından biridir. Ne olduğunu ve nasıl çalıştığını bilmeden çoğu şey anlamsız kalır.

“Dalga” denildiğinde aklımıza denizdeki dalgalar gelir, ne olduğu açıkça bellidir; deniz yüzeyi yukarı ve aşağı doğru titreşiyor. Ses dalgasında ise hava parçacıkları titreşiyor. Elektromanyetik dalga ise elektrik ve manyetik alanlarının titreşimidir. Bu yüzden hareket etmek için havaya, suya ihtiyaçları yoktur.

6011_spektrum

Elektromanyetik dalgalar hakkında öğrenmeniz gereken şeyler:

– Her dalga türünün isimleri
– Dalgaların sıralamaları
– Her dalga türünün kullanım alanları
– Her dalga türünün nasıl oluştuğu
– Her dalga türünün tehlikeleri
– Bütün dalgaların vakum boşluğunda ilerleyebildiğini
– Bütün dalgaların ışık hızında ilerlediğini.

Bütün bunların hepsi “elektromanyetik dalga”dır. Farklı görünebilir fakat aynı şekilde çalışırlar, sadece frekansları (sıklıkları) farklıdır.

Dalga boyu ve frekans ne demek?

Dalga boyu: Gayet açık, dalganın boyu demek. Daha da açmak gerekirse, dalganın uç noktasından, diğer dalganın uç noktasına kadar olan uzunluk. Bilimsel olarak açıklamak gerekirse: “Dalganın herhangi bir noktasından, diğer dalganın aynı noktasına kadar olan uzaklık”. Uç noktalardan ölçmek tabi daha kolay.

Dalga boyu, kilometre – metre – santimetre – milimetre ve nanometre ile ölçülebilir. (1,000,000 nanometre = 1 milimetre.)

Frekans: Sıklık derecesi. Dalgalar, saniyede kaç kez tekrarlandığı ölçülerek frekansı bulunabilir.

Ölçüm birimleri:

Hertz – Hz: 1Hz = saniyede 1 dalga
Kilohertz – kHz: 1kHz = saniyede 1,000 dalga
Megahertz – MHz: 1MHz = saniyede 1,000,000 dalga
Gigahertz – GHz: 1GHz = saniyede 1,000,000,000 dalga

Dalga boyu uzadıkça frekans düşer, frekans yükseldikçe dalga boyu kısalır.

* Radyo Dalgaları

Radyo dalgaları, dalga boyuna bağlı olarak farklı vericiler tarafından oluşturulur. Ayrıca yıldızlar, yıldırımlar ve kıvılcımlar tarafındanda oluşturulur. Bu yüzden fırtına sırasında radyo dinlerken parazit sesi duyarız.

Radyo dalgaları genellikle iletişim için kullanılır ve frekansına göre gruplara ayrılır.

Uzun dalga: 1-2 kilometre arası dalga boyudur, bu frekansta etkili yayın yapmak için 1-2 kilometrelik anten gerekir.
Orta dalga: 100 metrelik dalga boyuna sahiptir, AM türü yayın yapan radyolar tarafından kullanılır.
VHF: Veri high frequency (çok yüksek frekans) anlamına gelir ve dalga boyu 2 metre civarındadır. FM türü yayın yapan iletişim araçları tarafından kullanılır.
UHF: Ultra high frequency (aşırı yüksek frekans) anlamına gelir ve dalga boyu 1 metreden düşüktür. Polis radyolarında, televizyon yayınlarında ve askeri iletişim araçlarında kullanılır.

Radyo Dalgalarının Tehlikeleri

Aşırı dozda radyo dalgalarına maruz kalmanın kanser ve lösemi gibi hastalıklara yol açtığı düşünülüyor.

* Mikro Dalgalar

Mikro dalgalar, aslında aşırı yüksek frekanslı radyo dalgalarıdır. Cep telefonlarında ufak bir çip, mikrodalga fırınlarda ise “magnetron” ismi verilen cihazla üretilir. Dalga boyu genellikle bi kaç santimetredir.

Mikrodalgalar su ve yağ moleküllerinin titremesini sağlar, bu yüzden nesneleri ısıtır. Mikrodalgalar sayesinde bir çok yiyecek pişirilebilir.

Cep telefonları mikro dalga kullanır, bu yüzden telefonun aşırı büyük olmasına gerek yok. Fakat cihaz küçük olduğu için fazla güç verilemiyor, bu yüzden iletişim kurulacak yerin görüş hizasında olması gerekir. Operatörlerin bol bol baz istasyonu kurması gerekiyor, müşteri istiyorlarsa (:

Mikrodalgalar ayrıca radarlar, uçaklar, gemiler vs. tarafındanda kullanılır. Radarlarda, ani mikrodalga sinyali gönderilir ve geriye yansıyan sinyaller sayesinde nesnenin yeri tespit edilir, sinyalin gidip gelme süresi hesaplanarak uzaklığı tespit edilir.

Mikrodalga Tehlikeleri

Uzun süreli mikrodalgaya maruz kalmak katarakt hastalığına sebep olur (bulanık görme). Ayrıca araştırmalar sonucu telefon ile yapılan uzun görüşmelerin beynin bazı bölümlerinde hasara yol açtığı tespit edilmiştir, özellikle genç ve henüz gelişmekte olan beyinlerde.

* Kızıl Ötesi

Kızıl ötesi (Infra-red) görülebilir spektrumda kırmızıdan hemen önce gelir. Kızıl ötesi ışınları sıcaklık olarak düşünebilirsiniz, ısı veren herşey kızılötesi ışın yayıyor demektir. Bu yüzden kızılötesi kameralar sayesinde ısı veren nesneler tespit edilebilir. Kızılötesi, kısa mesafe iletişim sistemlerinde, gece görüşü kameralarda, silahlarda ve sağlıkta kullanılabilir.

Kızılötesi Tehlikeleri

Aşırı ısınma.

* Işık

Gözlerimiz, elektromanyetik spektrumun sadece ufacık bir parçasını görebilir: ışık. Yani etrafımızda tonlarca şey oluyor, fakat sadece ufak bir parçasını görebiliyoruz.

Işık dalgaları, parlayacak kadar sıcak olan herşey tarafından yayılabilir. Örnek olarak bir ampül, elektrik sayesinde içindeki teli 3,000 derece ısıtarak ışık yaymasını sağlar. Güneşin yüzeyi 5,600 derece civarında, o yüzden yüksek derecede ışık sağlayabiliyor.

Beyaz ışık, bütün renklerin karışımı sayesinde oluşur. Beyaz ışığı prizma içerisinden geçirdiğinizde kırılma sonucu gökkuşağı renklerinin oluştuğunu görürüz. Kırılma esnasında ışığın farklı renklerde gözükme sebebi ise, dalga boyuna bağlıdır. Örnek olarak viyolet rengi, kızılötesi ışından daha kısa dalga boyuna sahip olduğu için daha fazla kırılır, diğer renklerde aynı şekilde dalgaboyuna göre kırıldığı için farklı renkleri görebiliriz.

6011_isik

Işığın Kullanım Alanları

Işığı, görmek için kullanırız. Işığın nesnelere çarpıp gözümüze yansıması sonucu nesnelerin şekillerini, uzaklıklarını, renklerini tespit edebiliriz.

Işığın Tehlikeleri

Çok fazla ışık retinaya zarar verebilir, örnek olarak güneşe direk bakmak gibi.

* Ultraviyole

Ultraviyole ışınlar güneş tarafından bolca verilir. Bronzlaşma, sahte para tespiti, sinek yakalama araçları tarafından kullanılır. Ultraviyole ışınları görünmez olduğu için “siyah ışık” ta denildiği olur.

Ultraviyole ışınlar mikropları öldürür, bu yüzden hastanelerde ve yemek firmalarında sterilizasyon için kullanılabilir. Uygun dozlarlarda ultroviyole ışınlar, vücudun D vitamini üretimini sağlar.

Ultraviyole Tehlikeleri

Aşırı dozda ultraviyoleye maruz kalmak retinaya zarar verebilir. Bu yüzden UV korumalı güneş gözlüğü kullanmalıyız. Ayrıca aşırı dozda ultraviyole güneş yanıklarına ve deri kanserine sebep olabilir. Ozon tabakası ultraviyole ışınların büyük bir kısmını engelliyor.

* X-ray (X-ışınları)

X ışınları çok yüksek frekanslı dalgalardır ve yüksek enerji taşırlar. Çoğu maddelerin içinden geçebilirler ve bu yüzden tıpta ve sanayide nesnelerin içini görmek için kullanılır. X-ray makinaları, elektron demetlerini belirli bir hedefe göndererek çalışırlar.

6011_xray

X-ray Tehlikeleri

X-ray ışınları hücre hasarına ve kansere sebep olabilir.

* Gama Işınları

Gama ışınları aşırı yüksek frekanslı dalgalardır ve aşırı yüksek enerji taşırlar. Neredeyse bütün nesnelerin içinden geçebilirler ve bu yüzden durdurmak neredeyse imkansızdır. Engellemek için kurşun yada betona ihtiyaç vardır. Gama ışınları yıldızlar ve radyoaktif elementler tarafından yayılır.

Kullanım Alanları

Gama ışınları canlı hücreleri öldürebildiği için, tıpta kanserli hücreleri öldürmek için kullanılır. Bu işleme “radyoterapi” denir. Kanserli hücreler, sağlıklı hücreler gibi kendini yenileyemezler, ve verilen gama ışını dozu çok önemlidir. Radyoaktivite özellikle hızla bölünen hücrelere zarar verdiği için radyoterapi esnasında mide astarı da zarar görüp bulantılara yol açar, saçlar dökülmeye başlar.

Gama ışınları mikropları da öldürdüğü için sterilizasyon işlerinde de kullanılır.

Gama Işını Tehlikeleri

Gama ışınları canlı hücrelere zarar verir ve çeşitli kanser hastalıklarına sebep olur. Gelişmekte olan dokularda mutasyonlara sebep olur.

Gördüğünüz üzere, çoğu şey elektromanyetik spektrum üzerine kurulu. Bunu bildikten sonra hayat o kadar da karmaşık değil.