Elektromanyetik Dalgalar ve Özellikleri

    Elektromanyetik dalgalar bir enerji transferi yöntemidir. Değişen bir elektrik alanını indükleyen değişen bir manyetik alandan oluşurlar. Elektromanyetik dalgalar, birbirine dik olan bu indüklenmiş salınımlı elektrik ve manyetik alanlardan oluşur.

    Mekanik dalgaların aksine, elektromanyetik dalgalar iletmek için bir ortama ihtiyaç duymazlar. Bu nedenle, elektromanyetik dalgalar, ortamın olmadığı bir boşlukta hareket edebilir. Elektromanyetik dalgalar arasında radyo dalgaları, mikrodalgalar, kızılötesi dalgalar, görünür ışık, ultraviyole ışık, X-ışınları ve gama ışınları bulunur.

    Mekanik dalgalar, katılar, gazlar ve sıvılar gibi maddedeki titreşimden kaynaklanır. Mekanik dalgalar, enerjiyi bir parçacıktan diğerine aktaran parçacıklar arasındaki küçük çarpışmalar yoluyla bir ortamdan geçer. Bu nedenle, mekanik dalgalar yalnızca bir ortamdan geçebilir. Mekanik dalgaların bazı örnekleri ses dalgaları ve su dalgalarıdır.

Elektromanyetik dalgaların keşfi

    1801'de Thomas Young, ışığın dalga benzeri davranışını keşfettiği çift yarık deneyi adı verilen bir deney yaptı. Bu deney, ışığı iki küçük delikten düz bir yüzeye yönlendirmeyi içeriyordu ve bu da bir girişim deseni ile sonuçlandı. Young ayrıca ışığın uzunlamasına bir dalgadan ziyade enine bir dalga olduğunu öne sürdü.

    Daha sonra, James Clerk Maxwell elektromanyetik dalgaların davranışını inceledi. Manyetik ve elektrik dalgaları arasındaki ilişkiyi Maxwell denklemleri olarak bilinen denklemlerde özetledi.

Hertz'in deneyi

    1886 ve 1889 yılları arasında Heinrich Hertz, radyo dalgalarının davranışını incelemek için Maxwell denklemlerini kullandı. Radyo dalgalarının bir ışık biçimi olduğunu keşfetti.

    Hertz iki çubuk, alıcı olarak bir kıvılcım aralığı ( bir devreye bağlı ) ve bir anten kullandı. Dalgalar gözlemlendiğinde, kıvılcım aralığında bir kıvılcım oluştu. Bu sinyallerin elektromanyetik dalgalarla aynı özelliklere sahip olduğu bulundu. Deney, radyo dalgalarının hızının ışık hızına eşit olduğunu kanıtladı ( ancak farklı dalga boylarına ve frekanslara sahipler ).

    Aşağıdaki denklemde, frekans ve dalga boyunun ışık hızıyla ilişkili olduğunu görebilirsiniz, burada c saniyede metre ( m/s ) cinsinden ölçülen ışık hızıdır, f Hertz ( Hz ) cinsinden ölçülen frekanstır ve λ metre ( m ) cinsinden ölçülen dalganın dalga boyudur. Işığın hızı boşlukta sabittir ve yaklaşık 3 . 10⁸ m/s değerine sahiptir. Bir dalga daha yüksek bir frekansa sahipse, daha küçük bir dalga boyuna sahip olacaktır ve bunun tersi de geçerlidir.

c = ƒ . λ

    Elektromanyetik dalgaların mekanik dalgalara benzer özelliklere sahip olduğu tespit edildiğinden, sadece dalgalar olarak düşünüldü. Bununla birlikte, zaman zaman elektromanyetik dalgalar, dalga - parçacık ikiliği kavramı olan parçacık benzeri davranışlar da sergiler. Dalga boyu ne kadar kısa olursa, parçacık benzeri davranış o kadar fazla olur ve bunun tersi de geçerlidir. Elektromanyetik radyasyon ( ve buna bağlı olarak ışık ) hem dalga benzeri hem de parçacık benzeri davranışa sahiptir.

Elektromanyetik dalgaların özellikleri

    Elektromanyetik dalgalar hem dalga hem de parçacık özellikleri gösterir. Özellikler:

• Elektromanyetik dalgalar enine dalgalardır.
• Elektromanyetik dalgalar yansıtılabilir, kırılabilir, kırılabilir ve girişim desenleri ( dalga benzeri davranış ) üretebilir.
• Elektromanyetik radyasyon, kütlesi olmayan enerji dalgaları oluşturan enerjili parçacıklardan oluşur ( parçacık benzeri davranış ).
• Elektromanyetik dalgalar, ışık hızıyla aynı hızda ( 3 . 10⁸ m/s ) olan bir boşlukta aynı hızda hareket eder.
• Elektromanyetik dalgalar bir vakumda hareket edebilir; Bu nedenle, iletmek için bir ortama ihtiyaç duymazlar.
• Polarizasyon: dalgalar sabit olabilir veya her döngüde dönebilir.

Elektromanyetik spektrum nedir?

    Elektromanyetik spektrum, farklı elektromanyetik dalga türlerinden oluşan elektromanyetik radyasyonun tüm spektrumudur. Frekans ve dalga boyuna göre düzenlenmiştir: spektrumun sol tarafı en uzun dalga boyuna ve en düşük frekansa, sağ tarafı ise en kısa dalga boyuna ve en yüksek frekansa sahiptir.

    Aşağıda tüm elektromanyetik radyasyonu oluşturan farklı elektromanyetik dalga türlerini görebilirsiniz.

Elektromanyetik dalga türleri

    Tüm elektromanyetik radyasyon spektrumunda, aşağıdaki tabloda görebileceğiniz farklı elektromanyetik dalga türleri vardır.

    Elektromanyetik dalgalar, her dalga türünün özelliklerine bağlı olarak teknolojide kullanılmaktadır. Elektromanyetik dalgaların bir kısmı canlı organizmalar üzerinde zararlı etkilere sahiptir. Özellikle, mikrodalgalar, X-ışınları ve gama ışınları belirli koşullar altında tehlikeli olabilir.

Radyo dalgaları

    Radyo dalgaları en uzun dalga boyuna ve en küçük frekansa sahiptir. Hava yoluyla kolayca iletilebilirler ve emildiklerinde insan hücrelerine zarar vermezler. En uzun dalga boyuna sahip oldukları için uzun mesafeler kat edebilirler, bu da onları iletişim amaçları için ideal kılar.

    Radyo dalgaları, kodlanmış bilgileri uzun mesafeler boyunca iletir ve daha sonra radyo dalgaları alındığında kodu çözülür. Yukarıdaki resim, radyo dalgaları üreten bir verici olarak çalışan antenileri göstermektedir. Bir anten, belirli bir frekans aralığında radyo dalgalarını iletir ve alır.

Mikrodalga

    Mikrodalgalar, dalga boyları 10 m ile santimetre arasında değişen elektromanyetik dalgalardır. Bir radyo dalgasından daha kısadırlar, ancak kızılötesi radyasyondan daha uzundurlar. Mikrodalgalar atmosferden iyi iletilir. İşte mikrodalgaların bazı uygulamaları:

• Yiyecekleri yüksek yoğunluklarda ısıtmak. Yüksek enerjili mikrodalgalar, su molekülleri tarafından kolayca emilen frekanslara sahiptir. Mikrodalgalar, yiyecek bölmesine ulaşan ve yiyeceklerdeki su moleküllerinin titreşmesine neden olan mikrodalgalar üreten bir magnetron kullanarak yiyecekleri ısıtır. Bu, moleküller arasındaki sürtünmeyi artırarak ısının artmasına neden olur.
• WIFI ve uydular gibi iletişim. Mikrodalgalar, yüksek frekansları ve atmosferde kolay iletimleri nedeniyle çok fazla bilgi taşıyabilir ve bu bilgileri Dünya'dan farklı uydulara iletebilir.

    Yüksek yoğunluklu mikrodalgalar, su molekülleri mikrodalgaları daha kolay emdiği için canlı organizmalara ve daha spesifik olarak iç organlara zararlı olabilir.

Kızılötesi

    Kızılötesi radyasyon, elektromanyetik spektrumun bir parçasıdır. Milimetre ile mikrometre arasında değişen dalga boylarına sahiptir. Kızılötesi radyasyon, kızılötesi ışık olarak da bilinir ve görünür ışıktan daha uzun bir dalga boyuna sahiptir ( bu nedenle insan gözüyle görülemez ). Kızılötesi elektromanyetik dalgalar biçimindeki termal radyasyon, mutlak sıfırdan daha büyük bir sıcaklığa sahip tüm maddeler tarafından yayılır.

    Kızılötesi dalgalar atmosferden iletilebilir, bu nedenle iletişim için de kullanılırlar. Kızılötesi radyasyon ayrıca fiber optiklerde, sensörlerde ( uzaktan kumandalar gibi ), tıbbi teşhis yapmak için kızılötesi termal görüntülemede ( artrit gibi ), termal kameralarda ve ısıtmada kullanılır.

Görünür ışık

     Görünür ışık, elektromanyetik spektrumun insan gözüyle görülebilen kısmıdır. Görünür ışık Dünya atmosferi tarafından emilmez, ancak içinden geçen ışık gaz ve toz nedeniyle saçılır ve bu da gökyüzünde farklı renkler oluşturur.

    Yukarıdaki resimde, görünür ışık yayan bir lazer görebilirsiniz. Işık demeti benzer dalga boylarına sahip dalgalar içerir ve enerjisini küçük bir noktada yoğunlaştırır. Küçük bir alanda yoğunlaşan bu enerji nedeniyle, lazerler uzun mesafeler kat edebilir ve yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda kullanılır.

    Görünür ışık dalgalarının bazı uygulamaları arasında fiber optik iletişim, fotoğrafçılık ve TV ve akıllı telefonlar bulunur.

Ultraviyole ışık

    Ultraviyole ışık, elektromanyetik spektrumun görünür ışık ile görünür ışık arasındaki kısmıdır. X-ışınları. Ultraviyole ışık fosfor içeren herhangi bir nesneyi aydınlattığında, parlıyormuş gibi görünen görünür ışık yayılır. Bu ışık türü, bazı tespit edilen malzeme ve yapısal kusurları iyileştirmek veya sertleştirmek için kullanılır.

    Morötesi ışınım güneş yanığına neden olabilir. Uzun süreli ve yüksek yoğunluklu ultraviyole radyasyona maruz kalma, potansiyel olarak canlı hücrelere zarar verebilir ve cildin erken yaşlanmasına ve cilt kanserine neden olabilir.

    Bazı ultraviyole uygulamaları ışık güneşte bronzlaşma, floresan dahil ışık sertleştirme için Malzeme ve algılama ve sterilizasyon.

X-ışınları

    X-ışınları maddeye nüfuz edebilen yüksek enerjili dalgalardır. Onlar bir tür iyonlaştırıcı ışınım. İyonlaştırıcı ışınım türüdür ışınım elektronları atom kabuklarından uzaklaştırabilir ve onları iyonlara dönüştürebilir. Bu tür iyonlaştırıcı ışınım canlı hücrelerde yüksek enerjilerde DNA mutasyonlarına neden olur ve bu da kansere yol açabilir.

    X-ışınları Uzaydaki nesnelerden yayılan nesneler çoğunlukla Dünya atmosferi tarafından emilir, bu nedenle yalnızca X-ışını kullanılarak gözlemlenebilirler Teleskop yörüngede. X-ışınları, penetratif özelliklerinden dolayı tıbbi ve endüstriyel görüntülemede de kullanılır.

Gama ışınları

    Gama ışınları, gamadan yaratılan en yüksek enerji dalgalarıdır. radyoaktif bozunma bir atom çekirdeğinin. Gama ışınları en kısa dalga boyuna ve en yüksek enerjiye sahiptir, bu nedenle maddeye de nüfuz edebilirler. Gama ışınları aynı zamanda yüksek enerjilerde canlı hücrelere zarar verebilen bir iyonlaştırıcı radyasyon şeklidir. X-ışınları gibi, uzaydaki nesnelerden yayılan gama ışınları da çoğunlukla Dünya atmosferi tarafından emilir ve gama ışını kullanılarak Teleskop ile tespit edilebilir.

    Nüfuz etme yetenekleri nedeniyle, gama ışınları aşağıdakiler gibi çeşitli uygulamalarda kullanılır:

• gama ışınlarının radyoterapi veya tıbbi sterilizasyon için kullanıldığı tıbbi tedaviler,
• nükleer çalışmalar veya nükleer reaktörler,
• duman algılama veya gıda sterilizasyonu gibi güvenlik ve
• astronomi.

Elektromanyetik Dalgalar - Önemli çıkarımlar

• Elektromanyetik dalgalar, birbirine dik olan salınımlı elektrik ve manyetik alanlardan oluşur.
• Elektromanyetik dalgalar bir vakumda ışık hızında hareket edebilir.
• Elektromanyetik dalgalar yansıtılabilir, kırılabilir, polarize edilebilir ve girişim desenleri üretebilir. Bu, elektromanyetik dalgaların dalga benzeri davranışını gösterir.
• Elektromanyetik dalgalar ayrıca parçacık özelliklerine de sahiptir.
• Elektromanyetik dalgalar, iletişim, ısıtma, tıbbi görüntüleme ve teşhis ve gıda ve tıbbi sterilizasyon gibi çeşitli amaçlar için kullanılır.

Elektromanyetik Dalgalar Hakkında Sıkça Sorulan Sorular

Elektromanyetik dalgalar nedir?

    Elektromanyetik dalgalar, enerji aktaran salınımlı enine dalgalardır.

Elektromanyetik dalgalar ne tür dalgalardır?

    Elektromanyetik dalgalar, elektromanyetik radyasyondan oluşan ve bu alanların periyodik hareketinden oluşturulan senkronize salınımlı elektromanyetik alanlardan oluşan enine dalgalardır.

Elektromanyetik dalga örnekleri nelerdir?

    Elektromanyetik dalgalara örnek olarak radyo dalgaları, mikrodalgalar, kızılötesi, görünür ışık, ultraviyole, X-ışınları ve gama ışınları verilebilir.

Elektromanyetik dalgaların neden olduğu etkiler nelerdir?

    Elektromanyetik dalgaların neden olduğu bazı etkiler tehlikeli olabilir. Örneğin, yüksek yoğunluklu mikrodalgalar canlı organizmalara ve daha spesifik olarak iç organlara zararlı olabilir. Ultraviyole radyasyon güneş yanığına neden olabilir. X-ışınları, yüksek enerjilerde canlı hücrelerde DNA mutasyonlarına neden olabilen bir iyonlaştırıcı radyasyon şeklidir. Gama ışınları da iyonlaştırıcı radyasyonun bir şeklidir

Elektromanyetik dalgalar boyuna mı yoksa enine mi?

    Tüm elektromanyetik dalgalar enine dalgalardır.