Elektromanyetik spektrum (EM) azalan dalga boyu ve artan enerji ve frekans sırasına göre 7 bölgeye ayrılır: Radyo dalgası; mikrodalga; kızılötesi veya ısı ışınımı; sonra görünür ışık; sonra ultraviyole (UV); X ışını; ve gama ışını. Bu ışıklar artan enerji ve azalan dalga boylarına göre ayrılıyor. Ancak insanlar tarafından yaygın olarak kullanılan en önemli dalga türlerinden biri radyo dalgasıdır. Radyolar bu elektromanyetik radyo dalgalarını "alır" ve duyulabilen ses dalgaları oluşturmak için hoparlörde mekanik titreşime dönüştürür. Peki radyo dalgası nedir ve nasıl kullanılıyor?
Elektromanyetik spektrumdaki yeri
Radyo dalgası elektromanyetik spektrumun en düşük enerjili kısmıdır. Dolayısıyla en uzun dalga boyuna sahip ışıktır. Radyo dalgasının boyu bir milimetreden bir gezegen genişliğine dek değişir. Ayrıca saniyede yaklaşık 3.000 döngü yani 3 kilohertz veya 300 milyar hertz yani 300 gigahertz ile en düşük frekans aralığına sahip.
Tüm elektromanyetik dalgalar gibi radyo dalgası da yüklü parçacıkların ileri geri hareket edip titreşmesiyle üretilir. Birçok radyo istasyonunun yakınında görünen uzun antenler aslında çok sayıda elektronun ileri geri salınım yaparak güçlü radyo sinyalleri ürettiği bir yerdir.
Elektromanyetik spektrum (Latince: "görüntü") evrendeki tüm olası dalga boylarını veya eşdeğer olarak tüm olası elektromanyetik radyasyon frekanslarını içeriyor. Bu spektrumda doğal keskin bölünmeler yoktur. Her olası dalga boyu ve her olası frekansta ışık üretilebilir.
Yalnızca görünür ışığı görmemiz ve diğerlerini görmememiz dışında aslında gerçek bir doğal ayrımları yok. Çünkü bu spektrumların hepsi aslında aynı fenomendir: Tüm elektromanyetik ışınımlar saniyede 300.000 km hızla yol alır. Radyo dalgaları keşfedilen görünmez elektromanyetik radyasyon türlerinin ilkiydi. Elektromanyetik ışınımın ne olduğunun anlaşılmasını sağladı.
Radyo dalgasının keşfi
Radyo dalgası Alman fizikçi Heinrich Rudolph Hertz tarafından 1880'lerin sonlarında keşfedildi. Hertz, James Maxwell'in makalelerini okudu ve tahmin edilen görünmez radyasyon türlerini gözlemlemeye karar verdi. Bunu yapmak için bir dizi deney kurdu ve görünmez dalgaların dalga boyunu ve bazı diğer özelliklerini ölçebilmeyi başardı.
Saniyede bir devire karşılık gelen frekans birimi hertz onun onuruna adlandırıldı. Hertz'in araştırmasından kısa bir süre sonra İtalyan mucit Guglielmo Marconi tarafından radyo ile iletişimin yolu gösterildi. Radyo dalgalarını elektrik kıvılcımı üreten ilkel bir kıvılcım cihazıyla yarattı. Daha sonra bu tür kısa patlamalar üretmek için telgrafı kullandı.
Endüksiyon bobinine bağlı bir kıvılcım boşluğunu kullandı ve alıcı antene ayrı bir kıvılcım boşluğu kurdu. Bobin vericisinin kıvılcımları tarafından oluşturulan dalgalar alıcı anten tarafından alındığında, kıvılcımlar boşluk arasında atlar. Hertz yaptığı deneylerde bu sinyallerin bir elektromanyetik dalganın tüm özelliklerini sergilediğini duyurdu.
Başarısının çoğu radyo antenlerini tasarlaması ve geliştirmesinden gelir. Örneğin bir anteni dikey konfigürasyona yerleştiren ve çok daha iyi alım özelliklerine sahip olması için topraklayan ilk kişiydi. Yavaş yavaş bu radyo dalgalarının iletimini ve alımını 1,5 km'den 15 km'ye ve sonra 1896 yılında 150 km'ye çıkarmayı başardı.
Dahası bunlar yalnızca Mors kodu gibi kısa radyo darbeleriydi. Marconi 1908'de ilk transatlantik kablosuz iletişimini kurdu ve 1909'da Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı.
Kısa ve uzun radyo dalgası
Radyo dalgası atmosferde yol alabildiğinden iletişim için idealdir. Yapı malzemeleri arasında geçebilir. FM gibi yayın dalgası denilen daha kısa dalga boylu radyolar kolayca dağılmaz. Ancak görüş hattında bir radyo kulesi olmasını gerektirir. Bu nedenle bir FM radyo istasyonu en fazla 60-80 km uzağa yayın yapabilir.
Ancak doğru koşullar altında daha uzun dalga boyları yani AM radyo yayınları aslında bükülebilir, atmosferden yansıyabilir, dağılabilir ve bu nedenle ufkun ötesinde bile yüzlerce kilometre yol kat edebiliyor. Bilgi radyo sinyaliyle genelde iki zıt biçimde iletilir. Dalganın yoğunluğunu değiştirdiğinizde dalganın genliğini değiştirebilirsiniz. Ancak frekans modülasyonunu veya FM yayınını da kullanabilirsiniz ve dalganın dalga boyunu biraz değiştirmekten fazlası değildir.
Radyo astronomi
Radyo astronomları uzak nesnelerden gelen radyo dalgalarını algılamak için çanak benzeri büyük antenler kullanıyor. Bunlar çok çok uzaktaki yıldızlar ve galaksilerdir. Bu yıldızlar ve galaksiler, dönen yüklü parçacık bulutlarına sahip ve uzaydaki pek çok nesne yerçekimiyle bu yüklü parçacıkları hızlandırdığı için radyo dalgaları yayıyorlar. Radyo astronomi güneş ışığının, bulutların ve yağmurun gözlemi etkilememesi avantajına sahip.
Bu dalgalar uzayda saniyede bazen yüz milyonlarca yıl boyunca 300.000 km hızla yol alır ve sonunda radyo teleskopları tarafından yakalanır. Aşağıdaki görüntü Samanyolu galaksimizdeki karbon monoksit (CO) gazlarını gösteriyor. Birçok astronomik nesne radyo dalgası yayar ve bu gerçek ancak 1932'de keşfedildi. O zamandan beri gökbilimciler astronomik nesnelerin yaydığı radyo dalgalarını görüntüye dönüştüren karmaşık sistemler geliştirdi.
Radyo dalgaları ayrıca evrenin başka yerlerinde yaşamın varlığını algılamak için kullanılıyor. Çünkü bir gezegenden veya yıldızdan bir diğerine iletişim kurmanın en iyi yolu radyo dalgasıdır. Radyo dalgası bu nedenle insan teknolojisinin, özellikle iletişimin ayrılmaz parçası olan elektromanyetik radyasyonun en önemli biçimlerinden biri.
Biliyor musunuz? Radyo astronomi gözlemevlerindeki teleskopların etrafında dizel arabalar kullanılıyor. Benzinle çalışan arabalarda bujilerin ateşlenmesi radyo gözlemlerini etkileyebilir.
Sıkça sorulan sorular
- Radyo dalgasını kim keşfetti?
Radyo dalgası Alman fizikçi Heinrich Rudolph Hertz tarafından keşfedildi. 1880'lerin sonlarında gerçekleştirdiği bir dizi deneyle başardı.
- Telsiz iletişimi nasıl sergilendi?
Radyo ile iletişimin yolu İtalyan mucit Guglielmo Marconi tarafından gösterildi. İlkel bir kıvılcım cihazıyla radyo dalgaları üretti. Sonra bu kısa patlamaları telgraf ile üretti.
- Radyo dalgaları neden iletişim için idealdir?
Radyo dalgaları atmosferde yol aldığı için iletişim için idealdir. Yapı malzemelerinden geçerler. FM yayın dalgası denilen kısa dalga boylu radyolar kolay kolay dağılmaz.