Dalgalar ve Elektromanyetik Spektrum

Dalga, enerjiyi bir yerden başka bir yere taşıyan düzensizliktir. Dalganın hareket etmesiyle enerji aktarılır. Elektromanyetik spektrum ise, insan gözünün göremediği olanlar da dâhil olmak üzere tüm ışık türlerini inceleyebildiğimiz bir sınıflandırma biçimidir. Dalgalar ve elektromanyetik spektrum hakkındaki bilgiler yazımızın devamında.

A- A+

15.03.2020 tarihli yazı 17119 kez okunmuştur.

Dalga Frekans Genlik Periyot Enerji Elektromanyetik Spektrum

Dalgalar birçok farklı biçimde ortaya çıkar. Sismik dalgalar, deprem olurken zemini sarsar. Işık dalgaları evreni dolaşarak uzak yıldızları görmemizi sağlar ve ses dalgaları, algılayabildiğimiz sesleri işitmemizi sağlar. Peki, tüm bu farklı dalga çeşitlerinin ortak noktası nedir? Dalga, enerjiyi bir yerden başka bir yere taşıyan düzensizliktir. Dalganın hareket etmesiyle enerji aktarılır. Bir dalganın içinden geçtiği maddeye ortam denir. Bu ortam tekrar tekrar ileri ve geri hareket ederek orijinal konumuna geri döner. Dalga ortam boyunca hareket eder. Sabit bir yerde durmaz.

Bir ip parçasının bir ucunu tuttuğunuzu düşünün. Yukarı ve aşağı sallarsanız, bir dalga yaratırsınız. Eliniz yukarı hareket ettiğinde yüksek bir nokta veya tepe yaratırsınız. Eliniz aşağı doğru hareket ettiğinde, düşük bir nokta veya çukur (vadi) oluşturursunuz. Elinizde tuttuğunuz kısım hareket etmez ancak oluşturduğunuz dalga, ip boyunca ilerlerken tepeler ve çukurlar elinizden uzaklaşarak ipin bittiği noktaya kadar gider.

Aynı şey diğer dalga türlerinde de olur. Bir su birikintisine atladığınızda, ayağınız suyu bir noktada iter. Bu küçük bir dalga başlatır. Ayağınızın vurduğu su, dışarıdaki suyu iterek dışarı doğru hareket etmesine sebep olur. Bu hareket ayağınızın yakınında bir tür boşluk yaratır. Su titreşir, ileri geri hareket eder, tepeler ve çukurlar ortaya çıkar. Oluşan dalga su birikintisi boyunca ilerler. Kenara sıçrayan su, ayağınızın temas ettiği yerdeki sudan farklı bir sudur. Atlayışınızdaki enerji, su birikintisine aktarıldı, ancak su molekülleri sadece ileri geri sallanarak titreşmiş oldu. Yani ortam, enerji aktarımı bitince eski haline dönmüş oldu.

Işık veya diğer adıyla elektromanyetik radyasyon da bir dalga olarak tanımlanabilir. Işığın enerjisi, elektromanyetik alan adı verilen bir ortamdan geçer. Bu alan evrenin her yerinde vardır. Enerji, onu bozduğunda bu alan sallanır, tıpkı birisi ipi salladığında ipin yukarı ve aşağı hareket etmesi gibi. Sudaki bir dalgadan veya havadaki bir ses dalgasından farklı olarak, ışık dalgalarının içinden geçmesi için fiziksel bir ortama ihtiyacı yoktur. Işık dalgaları boş ortamlardan geçebilme özelliğine sahiptir.

Bilim adamları, tüm bu dalga türlerini ölçmek ve tanımlamak için çeşitli özellikler ve terimler kullanmaktalar. Dalga boyu, frekans ve genlik bu terimlerden en önemlileri.

► Dalga Boyu

Dalga boyu, bir dalganın birbirini izleyen iki tepe veya iki çukuru arasındaki mesafe olarak tanımlanır. Dalgalar çok çeşitli uzunluklarda olabilir. Bir okyanus dalgasının dalga boyu yaklaşık 120 metre (394 fit) olabilir. Ancak tipik bir mikrodalga fırın sadece 0,12 metre (5 inç) uzunluğunda dalgalar üretir. Görünür ışık ve diğer bazı elektromanyetik radyasyon türleri daha küçük dalga boylarına sahiptir. Dalga boyu, dalganın enerjisi ile ters orantılıdır. Dalga boyu bir uzunluk olduğu için metre, santimetre gibi uzunluk birimleri ile belirtilir. Genelde λ (lamda) ile gösterilir.

► Frekans

Frekans, bir saniyede bir noktadan kaç dalga geçtiğini gösterir. Frekansın birimi “hertz” dir. Hava ortamında iletilen ve 261.6 hertz frekansa sahip bir müzik notası, hava moleküllerini saniyede 261.6 kez ileri ve geri iter. Frekans ve dalga boyu, bir dalganın sahip olduğu enerji miktarı ile ilgilidir. Örneğin, bir ip üzerinde, elinizi sallayarak dalgalar yaparken, daha yüksek bir frekans dalgası oluşturmak için daha fazla enerji gerekir. Elinizi saniyede 10 kez yukarı ve aşağı hareket ettirmek (10 hertz), elinizi saniyede bir kez (1 hertz) hareket ettirmekten daha fazla enerji gerektirir. Dolayısıyla oluşturulan 10 hertzlik dalganın dalga boyu 1 hertzlik dalgaya göre daha kısadır. Yani dalga boyu ile frekans ters orantılıdır.

► İlginizi Çekebilir: Frekans Kontrol Sistemleri

► Genlik

Genlik, dalganın dinlenme konumu ile maksimum yer değiştirme konumu arasındaki farkı ifade eder. Dinlenme konumu, enerjinin ve düzensizliğin olmadığı konumdur. Maksimum yer değiştirme konumu ise dalganın tepe veya çukur noktasıdır.

► Periyot

Bir dalganın periyodu, bir ortamda bulunan dalganın bir tam dalga yapması için geçen süredir. T ile gösterilir. Birimi saniye (s) dir.

Birçok araştırmacı, çalışmaları için dalgaların özelliklerine ve davranışlarına güvenmektedir. Buna gökbilimciler, jeologlar ve ses mühendisleri de dâhildir. Araştırmacılar çalışmalarını yürütürken elektromanyetik spektrumdan oldukça yararlanmaktadırlar. Peki, elektromanyetik spektrum nedir?

► Elektromanyetik Spektrum

Elektromanyetik spektrum, insan gözünün göremediği olanlar da dâhil olmak üzere tüm ışık türlerini inceleyebildiğimiz bir sınıflandırma biçimidir. Gökkuşağının renklerinden oluşan ve insan gözü ile görebildiğimiz ışık, elektromanyetik spektrumda görünür ışık olarak bulunur ve elektromanyetik spektrumun çok küçük bir bölümünü temsil eder. Beynimiz, görünür ışık bölümündeki renkleri farklı enerjilerde algılar. Kırmızı en düşük enerjiye sahip iken menekşe en fazla enerjiye sahip olan renk. Görünür ışık kısmı dışında, insan gözünün göremediği birçok ışık türü vardır. Elektromanyetik spektrumun bir ucunda, dalga boyları görünür ışıktan milyarlarca kat daha uzun olan radyo dalgaları vardır. Spektrumun diğer ucunda, dalga boyları görünür ışıktan milyarlarca kat daha küçük olan gama ışınları bulunur. Dolayısıyla radyo dalgaları en düşük enerjiye sahip iken, gama ışınları en çok enerjiye sahiptir. Radyo dalgaları ve gama ışınları arasında mikrodalga, kızılötesi, ultraviyole (mor ötesi) ışınları ve röntgen (X) ışınları bulunuyor ve insan gözü bu ışık türlerini algılayamıyor. Peki, algılayamadığımız ışık türleri üzerinde nasıl araştırmalar ve çalışmalar yapabiliyoruz? Bilim adamları, farklı ışık türlerini diğer ışık türlerinden ayırmak için farklı teknikler uygulayarak teleskopları kullanırlar. Örneğin, gözlerimiz bir yıldızdan gelen ultraviyole ışığı göremese de, diğer tüm ışık türlerini kaldıran ve ultraviyole ışığa duyarlı bir filtresi olan teleskop ile yıldızdan gelen ultraviyole ışık gözlemlenebilir.

Gökbilimciler, evreni incelemek için tüm elektromanyetik spektrumu kullanmaktalar. Örneğin radyo dalgaları ve mikrodalgalar, yoğun, yıldızlararası bulutları delerek soğuk gazın hareketini incelemekte kullanılıyor. Çoğu yıldız elektromanyetik enerjilerinin büyük kısmını görünür ışık olarak yayar. Daha sıcak yıldızlar daha yüksek enerji yayar. Gökbilimciler, bu sayede kırmızı yıldızların soğuk, mavi yıldızların sıcak olduklarını anlamışlardır.