2 ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM Işımaların dalga boylarına ve sahip oldukları enerjilere göre sıralandırılmasıyla elde edilen tablo.Buna göre enerji sıralaması büyükten küçüğe doğru: kozmik ışınlar, gama ışınları, x-ışınları, uv(mor ötesi) ve görünür bölge ışınları, kızıl ötesi ışınları, mikrodalga ışınları, radyo ışınları şeklindedir.
4 Bunlara niçin elektromanyetik denilmektedir? Elektromanyetik spektrumdaki dalgalar, elektrik ve manyetizma ile elde edilebilirler. Elektromanyetik spektrumu teşkil eden tüm dalgalar enine dalgalardır. Bu dalgalar, foton adı verilen paketler veya küçük demetler halinde taşınırlar. Foton, en güçlü mikroskop ile bile görülemeyecek kadar küçüktür. Fotonlar boşlukta saniyede metre yol alırlar. Fotonlar o kadar çok hızlı hareket ederler ki bunlar bir saniyede yeryüzü etrafında yedi kez dolanırlar. Elektromanyetik enerji fotonları uzaydan geçebilirler. Işık ışınları ve görünmez ışıma ışınları da foton akımından ibarettir. Enine dalga: Titreşen niceliğin, yayılma doğrultusu ile dik yöneldiği dalga.
5 Aşağıda bir elektromanyetik dalganın animasyonunu görmektesiniz: (Mavi alan elktrik alanı, yeşil alan ise manyatik alanı simgelemektedir.) İki dalga tepesi arasında kalan uzaklık dalgaboyu olarak adlandırılır (λ) . Saniyedeki titreşim sayısı ise frekans olarak isimlendirilir (f). Bir dalga için, dalgaboyu ve frekans arasındaki bağıntı: V = λ.f şeklinde gösterilir. Burada V: dalganın hızıdır. Elektromanyetik dalgalar söz konusu olduğunda ' V ' ışık hızı anlamına gelen ' c ' harfine eşit olur. Formülümüz ise, şu hale gelir:c = frekans x dalga boyu , veya foton enerjisi (E), de Planck sabitiolmak üzere; olur. Buna göre;Yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalar yüksek enerjiye ancak kısa dalgaboyuna,Düşük frekanslı elektromanyetik dalgalar ise düşük enerjiye ancak uzun dalgaboyuna
7 1. Gama IşınlarıGama ışınları; en kısa dalga boylarına sahip, ancak buna bağlı olarak da en yüksek frekanslara ve en büyük foton enerjisine sahiptirler. Madde içinden geçtiklerinde maddenin atomları ve molekülleri dışındaki elektronların tamamına çarparlar. Bu çarpışma sonucunda meydana getirdikleri iyonlaşmadan dolayı Gama Işınlarına bazen “iyonize radyasyon” da denir. Yaşayan organizmaların, bu iyonize eden radyasyona maruz bırakılması yok edici etkilere sebep olabilir. Bunun yanı sıra kontrollü kullanımı ile besinler üzerindeki mikropların öldürülmesi söz konusudur.NOT:Tıpta tiroit bezi, böbrek, karaciğer ve pankreas gibi organlardaki düzensizlikleriaraştırma amacıyla, X ışınları yerine kullanılırlar .Gama ışınlarından, organizmaiçindeki kanserli dokuları yok etmede de yararlanılır.
8 2. X- IşınlarGama Işınlarından daha düşük frekans ve daha küçük enerjiye sahip grup ise X ışınlarıdır. X ışınları da iyonize radyasyonlardır ancak gama ışınlarından daha az potansiyele sahiplerdir. Bu ışınlar elektronları ve atomik çekirdekleri saptırdığından, tıbbi amaç ve moleküllerin tam yapılarının araştırılması için kullanılır.NOT:X ışınları ve gama ışınlarının ikisi de yıldız ve galaksilerde oluşur ve onlar dünyayı sürekli bombardımana tutan “ kozmik ışınların “ parçasını oluştururlar.
9 3. Ultraviyole Işık Ultraviyole (UV) radyasyon, dünya yüzeyine erişen güneş enerjisinin doğal bir parçasıdır, fakat daima zararlıdır.UV radyasyonu ne görebiliriz ne de hissedebiliriz, fakat o vücudumuza etki eder.4. Görünür IşıkGöz retinasındaki renk pigmentleri ile ilişkili olduğundan,bizim görmemize yardımcı olur. Görünür radyasyon iyonize değildir. İnsan gözü 400 nm ile 700 nm aralığında ki elektromanyetik radyasyona duyarlıdır. Bütün renkler bu dalga boyu aralığında görünen gökkuşağında bulunur.
10 5. Kızılötesi IşıklarKızıl ötesi (IR) ışınların enerjileri elektronların enerjilerini değiştirmek için çok küçüktür. Bunun yerine, infrared radyasyon; moleküllerin titreşim durumlarını değiştirme eğilimindedir ki bu, bir moleküldeki atomların çok hızlı ileri ve geri sallanması anlamına gelir. Moleküller kızılötesi ışınları emdiklerinde atomları daha hızlı hareket eder ve böylece moleküllerin sıcaklıkları artar. Isı lambaları bu prensiple çalışır.
11 7. MikrodalgalarRadyo dalgalarının en kısa dalga boyuna sahip olanlarıdır. Mikrodalgalar elektromanyetik dalga olarak yayılırlar, radarlarda, mikrodalga fırınlarında, cep telefonlarında, kablosuz Internet erişiminde, Bluetooth kulaklıklarda, mağaza güvenlik sistemlerinde, mikrodalga frekansları kullanılır. 6. Radyo DalgalarıSpektrumda en uzun dalga boyları Radyo Dalgalarıdır. Elektromanyetik spektrumun bu bölümünü biz radyo haberleşmesinde, televizyonda ve radarda kullanırız.
12 Terahertz ışınım Terahertz radyasyon,kızılötesi ile mikrodalgalar arasındaki frekans bandında bulunur. Yakın zamana kadar spektrumun bu bölgesi büyük oranda ihmal edilmişti ancak günümüzde özellikle haberleşme, doku gösterimi ve savunma teknolojilerinde kullanılmaya başlanmıştır. Bu bandın askeri amaçlı uygulaması şimdilik düşman askerleri üzerine yansıtılan Terahertz ışınımı suretiyle derilerinde yanma hissi yaratarak bu tehditleri etkisizleştirme uygulaması ile sınırlıdır. Aynı ışınım söz konusu hedeflerin elektronik ekipmanını da iş göremez hale getirecektir.
13 Özet olarak; elektromanyetik spektrumla ilgili elektromanyetik radyasyonun bütün bilinen dalga boylarının aralığı, seri aralıklara bölünmüştür. Bulunduğu bir bölgeye nazaran başka bir bölgede temel olarak bir farklılık yoktur. Farklılıklar, radyasyonun maddelere ne yaptığına bakılarak veya onlarla olan etkileşimlerine bakılarak şekillendirilir. Biz yalnızca doğal özelliği olan görülebilirliği sayesinde Visible Işığı görünür olarak biliriz. Geleneksel olarak, ışık terimini yalnızca Ultraviyole, Visible ve Infrared radyasyon için kullanılır. Bu radyasyon grupları; güneşten yayınlanan ve atmosferin üst sınırına ulaşan en yoğun ve en etkili radyasyonlardır.