Bilim Güncel Nedir

ELEKTROMANYETİK DALGALAR

Tarafından yazılmıştır admin

Işığın elektromanyetik dalga olduğunu öğ­renilmesi, 19. yüzyılın ikinci yarısında Ja­mes Clerk Maxwell çalışmaları sonucu gerçekleşmiştir. Maxwell klasik elektromanyetik kuramı formü­le ederek o zamana kadar birbiriyle ilgisiz görünen elektrik, manyetizma ve optik gibi dalları bir araya getirdi. Daha önce Gauss, Faraday ve Ampère ta­rafından formüle edilmiş birbirinden bağımsız gibi görünen denklemlerin, Ampère yasasındaki ufak bir düzeltmeden sonra bir araya geldiklerinde bü­tün elektromanyetik olguları açıklayabileceğini ilk kez Maxwell gördü ve formüle etti. Şu an Maxwell denklemleri olarak adlandırılan bu formüller ışı­ğın, elektriğin ve manyetik alanların aslında sadece madalyonun farklı yüzleri olduğunu gösteriyor. Bu formüller aynı zamanda elektrik yüklerin ve akım­ların, elektrik ve manyetik alanlara nasıl kaynak­lık ettiğini ve zamanla değişen elektrik ve manye­tik alanların nasıl bir diğerini oluşturduğunu açık­lıyor. Bu formüllerin sonucu olarak, elektrik ve manyetik alanların dalga formunda, boşlukta ışık hızı sabitiyle yayıldığı da Maxwell tarafından gös­terilmiş oldu. Elektromanyetik kuramı tek bir ça­tı altında birleştiren bu çalışma, Maxwell’i Newton ve Einstein’ın ardından tarihin en büyük fizikçileri arasına yerleştiriyordu.

Elektromanyetik kuvvet evrende var olduğu­nu bildiğimiz dört temel kuvvetten biri. Kütle çekim kuvveti temel kuvvetlerin ikincisi. Sadece atom altı düzeyde etkin olan güçlü kuvvet ve zayıf kuv­vet temel kuvvetlerin son ikisi. Çevremizdeki diğer tüm kuvvetler, örneğin sürtünme, bu temel kuvvet­lerle açıklanır. Moleküler ölçeğin üzerindeki tüm olaylarsa genelde sadece elektromanyetik kuvvetle açıklanır, çünkü kütle çekim kuvveti elektromanye­tik kuvvetten çok çok daha küçüktür. Günlük ha­yatımızdaki olayların fiziğini anlamamıza yardımcı olan elektromanyetik kuramıyla Maxwell, 20.yüzyıl fiziğini en çok etkileyen 19. yüzyıl fizikçisidir.

Elektromanyetik dalgalar ışıma yüklü parçacık­ların hareketi sonucu meydana gelir. Sabit duran yüklü bir parçacık sadece elektrik alan oluşturur. Hareket eden yüklü parçacıklarsa bir elektrik alan ve bir manyetik alan meydana getirir. Bu alanların birbirbirlerine oranı sabittir ve birbirlerine dik bir şekilde uzayda salınarak yol alırlar. Elektromanye­tik dalgalar diğer dalgaların tersine, bir ortama ih­tiyaç duymadan yayılabilir. Bu dalgaların frekansı ve dalga boyu birbiriyle ilişkilidir, örneğin frekans artarken dalga boyu azalır. Kendimizi okyanustaki bir tropikal adanın sahi­linde hayal edelim. Şimdi dikkatinizi okyanusa verelim. İki dalga tepesinin arasındaki uzaklık her zaman aynıdır. Fizikçiler bu uzaklığa dalga boyu deme­yi uygun görmüş. Bir dalganın frekansı ise, basitçe bir saniyede önünüzden geçen dalgaların sayısıdır. Bu tropikal adada dalgaları sayacak kadar sıkıldıy­sanız, gelin bir saniyede önünüzden geçen dalgaları sayalım. Eğer dalgalar arasındaki mesafe artarsa (dalgaların hızı sabit kalmak koşuluyla), önümüz­den geçen dalga sayısı yani frekans azalacaktır. Ta­bii ki bunun tersi de doğrudur, dalga boyu azalırsa da frekans artacaktır.

Şimdi tropikal dalgalardan elektromanyetik dal­galara geri dönersek, dalgaları genelde frekanstan veya dalga boyundan birine bakarak ayırırız. Rad­yo dalgası ile gördüğümüz ışık arasında özdeki tek fiziksel fark, dalga boyu veya frekanstır. Görünür ışığın rengi de yine dalga boyuna (veya frekansı­na) bağlıdır. Örneğin gördüğümüz ışığın dalga bo­yu ortalama 1 mm’nin binde birinin yarısı kadardır. Radyo dalgalarının büyüklüğü 1 mm’den başlayıp onlarca metreyi bulabilir. X-ışınlarının dalga boyu ise 1mm’nin milyonda biri kadardır. Artan frekans ve azalan dalga boyuna göre elektromanyetik dal­gaların başlıcaları şunlardır: Radyo dalgaları, mik­rodalgalar, kızılötesi dalgalar, görünür ışık, morö­tesi dalgalar, X-ışınları ve gama ışınları.

Elektromanyetik dalgaların biyolojik ve kimya­sal sistemler veya herhangi bir malzeme üzerinde­ki etkisi, dalgayı oluşturan alanların şiddetine ve frekansına bağlıdır. Mikrodalga fırınların, radyo ve TV haberleşmesine ek olarak cep telefonlarının ve baz istasyonları arasında kullanılan düşük fre- kanslı dalgaların yapabileceği hasar, sadece bu dal­gaların söz konusu malzeme üzerinde oluşturacağı ısınma etkisine bağlıdır. O yüzden düşük frekanslı dalgaların verebileceği hasar sadece maruz kalınan elektromanyetik dalgaların şiddetine ve maruz ka­lınan süreye bağlıdır. Satın aldığımız cep telefonla­rı ve benzeri elektronik araçlar için sağlık örgütle­rince belirlenmiş limitler vardır ve ticari ürünler o limitlerin altında olmak zorundadır.

X-ışınları ve gama ışınları gibi yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalar içinse durum biraz daha farklı. Bu dalgalar hücrelerle etkileştiklerinde do­kularda ve genetik malzemede değişiklik yapabilir. Bu değişikliklere yol açacak kadar yüksek frekanslı ışımalara iyonlaştırıcı ışıma adı verilir. Örneğin bir tek gama ışını fotonu, etkileştiği bir DNA molekü­lünde bozunma meydana getirebilir.

Elektromanyetik dalgalar hayatımızın ayrılmaz bir parçası, artık hep onlarla yaşıyoruz. Yeryüzündeki hayatın kaynağı Güneş, ihtiyacımız olan ener­jiyi elektromanyetik dalgalar halinde gönderiyor. Vücudumuz D vitamini sentezi için düzenli olarak belli dalga boyundaki elektromanyetik ışımaya, ya­ni ışığa muhtaç.

 

KAYNAK:
Eektromanyetik dalgalar ve insan sağlığı: Sıkça sorulan sorular ve yanıtları, TÜBITAK-Bilten, 2001. http://gozlemevi.omu.edu.tr/depo/elektromanyetik_ spektrum.pdf

Yazar Hakkında

admin

%d blogcu bunu beğendi: