Elektromanyetik Dalga Spektrumları Nelerdir?

avatar

Paradigma

  • e 0

    Mutlu

  • e 0

    Eğlenmiş

  • e 0

    Şaşırmış

  • e 0

    Kızgın

  • e 0

    Üzgün

Gözlerimiz gerçekten çok iyiler. Onlara sahip olarak çok şanslıyız. Çevremizdeki her şeyi görebiliyor bu sayede anlayıp sonuçlar çıkartıyor veya karar verebiliyoruz. Ama bu cümlede eksik bir şey vardı. Gözlerimiz her şeyi görebiliyor mu?

Evren oluştuğundan beri süregelen elektromanyetik radyasyon ve diğer ışımaların tamamı birden elektromanyetik dalga spektrumlarını oluşturur. Bildiğiniz üzere ışığın bir dalga boyu (λ) ve frekansı(f)  vardır. Görebildiğimiz ışığın belli bir aralıkta frekans ve dalga boyu olduğu için görülebilir olduğunu biliyor muydunuz?( 380 nm ile 760 nm arasındaki dalga boyuna sahip ışığı algılayabiliriz.)

Elektromanyetik Dalga Spektrumları Nasıl Bulundu?

Elektromanyetik radyasyonun ilk keşfi, William Herschel’in kızılötesi radyasyonu keşfettiği 1800 yılı oldu. Bir prizma ile bölünmüş ışığın içinden bir termometreyi hareket ettirerek farklı renklerin sıcaklığını inceliyordu. En yüksek sıcaklığın kırmızının ötesinde olduğunu fark etti. Bu sıcaklık değişiminin, görülemeyen bir tür ışık ışını olan “kalorifik ışınlardan” kaynaklandığını teorileştirdi.

Elektromanyetik radyasyon ilk olarak 1845’te elektromanyetizma ile ilişkilendirildi, Michael Faraday şeffaf bir malzeme boyunca hareket eden ışığın polarizasyonunun bir manyetik alana tepki verdiğini fark etti (bkz. Faraday etkisi). 1860’larda James Maxwell elektromanyetik alan için dört kısmi diferansiyel denklem geliştirdi. Bu denklemlerden ikisi, alandaki dalgaların olasılığını ve davranışını tahmin ediyordu. Bu teorik dalgaların hızını analiz eden Maxwell, bilinen ışık hızıyla aynı hızda hareket etmeleri gerektiğini fark etti. Değerdeki bu şaşırtıcı tesadüf, Maxwell’in ışığın kendisinin bir tür elektromanyetik dalga olduğu sonucuna varmasına neden oldu. Maxwell denklemleri, tümü ışık hızında hareket eden sonsuz sayıda elektromanyetik dalga frekansı öngördü. Bu, tüm elektromanyetik spektrumun varlığının ilk göstergesiydi.

Heinrich Hertz, 1886’da şimdi radyo dalgaları olarak adlandırılan şeyleri üretmek ve tespit etmek için bir cihaz yaptı. Hertz dalgaları buldu ve (dalga boylarını ölçerek ve frekanslarıyla çarparak) ışık hızında seyahat ettiklerini çıkarabildi. Hertz ayrıca, yeni radyasyonun ışıkla aynı şekilde çeşitli dielektrik ortamlar tarafından hem yansıtılabileceğini hem de kırılabileceğini gösterdi. Daha sonraki bir deneyde, Hertz benzer şekilde mikrodalgaların özelliklerini üretti ve ölçtü. Bu yeni dalga türleri, kablosuz telgraf ve radyo gibi icatların yolunu açtı.

1895’te Wilhelm Röntgen, yüksek voltaja maruz kalan boşaltılmış bir tüp ile yapılan bir deney sırasında yayılan yeni bir radyasyon türü olduğunu fark etti. Bu radyasyonlara x-ışınları adını verdi ve insan vücudunun bazı bölümlerinde dolaşabildiklerini, ancak kemikler gibi daha yoğun maddeler tarafından yansıtıldığını veya durdurulduğunu buldu. Çok geçmeden, tıp alanında onlar için birçok kullanım bulundu.

1910’da İngiliz fizikçi William Henry Bragg, gama ışınlarının parçacıklar değil elektromanyetik radyasyon olduğunu gösterdi ve 1914’te Ernest Rutherford (1903’te, yüklü alfa ve beta parçacıklarından temelde farklı olduklarını fark ettiğinde bunlara gama ışınları adını vermişti. ) ve Edward Andrade dalga boylarını ölçtüler ve gama ışınlarının X ışınlarına benzediğini, ancak daha kısa dalga boylarına ve daha yüksek frekanslara sahip olduğunu buldular.

Elektromanyetik Dalga Spektrumları Nelerdir?

Elektromanyetik Dalga Spektrumları Nelerdir?

Elektromanyetik Dalga Spektrumu

1-Radyo Dalgalar

Yapay radyo dalgalarının üretiminde, verici adı verilen bir elektronik cihaz, bir antene uygulanan bir AC elektrik akımı üretir. Antendeki salınan elektronlar, antenden uzağa radyo dalgaları olarak yayılan salınımlı elektrik ve manyetik alanlar üretir. Radyo dalgalarının alınmasında, bir radyo dalgasının salınan elektrik ve manyetik alanları bir antendeki elektronlarla birleşerek onları ileri geri iter ve bir radyo alıcısına uygulanan salınımlı akımlar oluşturur. İyonosferdeki belirli frekansları yansıtabilen yüklü parçacık katmanları dışında, Dünya’nın atmosferi esas olarak radyo dalgalarına karşı şeffaftır. En düşük frekansa ve en yüksek dalga boyuna sahip türdür. Teknolojik aletlerde bu ışınım vardır.

 

Elektromanyetik Dalga Spektrumları Nelerdir?

Elektromanyetik Dalga Spektrumları Nelerdir?

2-Mikrodalgalar

Mikrodalgaların frekansları saniyede 1 milyar çevrim (1 gigahertz) ile 300 gigahertz ve dalga boyları 30 santimetreden 1 milimetreye değişen değerlere sahiptir. Mikrodalgalar ayrıca iletişim teknolojilerinde ve radarlarda kullanılır. Esas olarak yüzeylerde emilen kızılötesi ve ışık gibi daha yüksek frekanslı dalgaların aksine, mikrodalgalar malzemelere nüfuz edebilir ve enerjilerini yüzeyin altında biriktirebilir. Bu etki, mikrodalga fırınlarda yiyecekleri ısıtmak için ve endüstriyel ısıtma ve tıbbi diyatermi için kullanılır. Mikrodalgalar, radarda kullanılan ana dalga boylarıdır ve uydu iletişimi ve Wi-Fi gibi kablosuz ağ teknolojileri için kullanılır.

3-Kızılötesi

Elektromanyetik spektrumun kızılötesi kısmı, kabaca 300 GHz ila 400 THz (1 mm – 750 nm) aralığını kapsar. Üç bölüme ayrılabilir:

3.1.Uzak Kızılötesi

Uzak kızılötesi, 300 GHz – 30 THz (1 mm – 10 μm). Bu aralığın alt kısmı ayrıca mikrodalgalar veya terahertz dalgaları olarak da adlandırılabilir. Dünya atmosferindeki su bu aralıkta o kadar kuvvetli emer ki, atmosferi opak hale getirir.[μm=mikrometre]

3.2. Orta Kızılötesi

Orta kızılötesi, 30 ila 120 THz (10–2,5 μm). Sıcak nesneler (siyah cisim radyatörleri) bu aralıkta güçlü bir şekilde yayılabilir ve normal vücut sıcaklığında insan cildi bu bölgenin alt ucunda güçlü bir şekilde yayılır. Bu aralığa bazen parmak izi bölgesi denir, çünkü bir bileşiğin orta kızılötesi absorpsiyon spektrumu o bileşik için çok spesifiktir.

3.3. Yakın Kızılötesi

Yakın kızılötesi, 120 ila 400 THz (2.500-750 nm). Bu aralıkla ilgili fiziksel süreçler, görünür ışık için olanlara benzer. Bu bölgedeki en yüksek frekanslar, bazı fotoğraf filmi türleri tarafından ve kızılötesi fotoğrafçılık ve videografi için birçok katı hal görüntü algılayıcı türü tarafından doğrudan tespit edilebilir.

 

Elektromanyetik Dalga Spektrumları Nelerdir?

Elektromanyetik Dalga Spektrumları Nelerdir?

4-Görünür Işık

Kızılötesinin üstünde frekans olarak görünür ışık gelir. Tüm dalga boylarında tüm emisyon gücü spektrumunu entegre etmek, Güneş’in görünür ışıktan biraz daha fazla kızılötesi yaydığını göstermesine rağmen, Güneş görünür bölgedeki en yüksek gücünü yayar.  Tanımı gereği, görünür ışık, insan gözünün en hassas olduğu EM spektrumunun bir parçasıdır. Görünür ışık (ve kızılötesine yakın ışık) tipik olarak bir enerji seviyesinden diğerine hareket eden moleküller ve atomlardaki elektronlar tarafından emilir ve yayılır. Bu hareket, insan görüşünün ve bitki fotosentezinin altında yatan kimyasal mekanizmalara izin verir. İnsan görsel sistemini harekete geçiren ışık, elektromanyetik spektrumun çok küçük bir kısmıdır. Gökkuşağı, elektromanyetik tayfın optik (görünür) kısmını gösterir; kızılötesi (eğer görülebilseydi), mor ucunun hemen ötesinde morötesi görünecek şekilde, gökkuşağının kırmızı tarafının hemen ötesinde yer alırdı.

5-Ultraviyole/Morötesi Işınlar

Sonraki frekansta ultraviyole (UV) gelir. UV ışınlarının dalga boyu, görünür spektrumun mor ucundan daha kısa ancak X ışınından daha uzundur.

UV, fotonları atomları iyonize edecek kadar enerjik olan, elektronları onlardan ayıran ve böylece kimyasal reaksiyonlara neden olan en uzun dalga boylu radyasyondur. Kısa dalga boylu UV ve üzerindeki daha kısa dalga boylu radyasyona (X-ışınları ve gama ışınları) iyonlaştırıcı radyasyon denir ve bunlara maruz kalmak canlı dokulara zarar vererek onları sağlık açısından tehlikeli hale getirebilir. UV ayrıca birçok maddenin görünür ışıkla parlamasına neden olabilir; buna floresans denir.

Orta UV aralığında, UV ışınları iyonlaşamaz, ancak kimyasal bağları kırarak molekülleri alışılmadık şekilde reaktif hale getirebilir. Örneğin güneş yanığı, orta menzilli UV radyasyonunun cilt kanserinin ana nedeni olan cilt hücreleri üzerindeki bozucu etkilerinden kaynaklanır. Orta aralıktaki UV ışınları, timin dimerleri üreten hücrelerdeki karmaşık DNA moleküllerine onarılamaz bir şekilde zarar verebilir ve onu çok güçlü bir mutajen yapar.

6-X Işını

UV’den sonra, üst UV aralıkları gibi iyonlaştırıcı olan X-ışınları gelir. Çok az absorpsiyonla birçok maddeden geçebildikleri için, birkaç metrelik suya eşdeğerden daha az ‘kalınlığa’ sahip nesnelerin ‘içini görmek’ için kullanılabilirler. Dikkate değer bir kullanım, tıpta tanısal X-ışını görüntülemedir (radyografi olarak bilinen bir işlem). X-ışınları, yüksek enerji fiziğinde sonda olarak faydalıdır. Astronomide, nötron yıldızlarının ve kara deliklerin etrafındaki yığılma diskleri X-ışınları yayarak bu fenomenlerin incelenmesini sağlar. X-ışınları ayrıca yıldız koronası tarafından yayılır ve bazı bulutsu türleri tarafından güçlü bir şekilde yayılır. Ancak, astronomik X-ışınlarını görmek için X-ışını teleskopları Dünya atmosferinin dışına yerleştirilmelidir, çünkü Dünya atmosferinin büyük derinliği X-ışınlarına opaktır (alan yoğunluğu 1000 g / cm2), 10 metreye eşdeğerdir. Bu, neredeyse tüm astronomik X-ışınlarını engellemeye yeterli bir miktardır.

Elektromanyetik Dalga Spektrumları Nelerdir?

Elektromanyetik Dalga Spektrumları Nelerdir?

7-Gama Işınları

X ışınlarından sonra, 1900 yılında Paul Ulrich Villard tarafından keşfedilen gama ışınları gelir. Bunlar, dalga boyları için tanımlanmış bir alt sınırı olmayan en enerjik fotonlardır. Gama ışınları, nüfuz etme yetenekleri nedeniyle fizikçiler tarafından deneysel olarak kullanılır ve bir dizi radyoizotop tarafından üretilir. Sterilizasyon için gıdaların ve tohumların ışınlanmasında kullanılırlar ve tıpta ara sıra radyasyon kanseri tedavisinde kullanılırlar.

 

Bu içerik 123 kez okunmuştur

  • Site İçi Yorumlar

En az 10 karakter gerekli