Elektromanyetik radyasyon: Revizyonlar arasındaki fark

[kontrol edilmemiş revizyon][kontrol edilmiş revizyon]
İçerik silindi İçerik eklendi
→‎Özellikler: düzeltme AWB ile
Sae1962 (mesaj) tarafından yapılmış 17409796 numaralı değişiklikler geri getirildi. (TW)
1. satır:
{{düzenle|Temmuz 2014}}
{{elektromıknatıslık}}[[Dosya:Electromagneticwave3D.gif|thumb|Mavi renk manyetik alanı, kırmızı renk elektrik alan temsil etmekte; görüldüğü gibi manyetik alan, elektrik alan ve dalganın yayılma yönü birbirine diktir.]]
 
'''Elektromanyetik radyasyon, elektromanyetik ışınım, elektromanyetik dalga ya da elektromıknatıssal ışın''' (genellikle EM radyasyon veya EMR olarak kısaltılır) bir vakum veya maddede kendi kendine yayılan dalgalar formunu alan bir olgudur. Elektromanyetik dalgalar, yüklü bir parçacığın ivmeli hareketi sonucu oluşan, birbirine dik [[elektrik alan|elektrik]] ve [[manyetik alan]] bileşeni bulunan ve bu iki alanın oluşturduğu düzleme dik doğrultuda yayılan, yayılmaları için ortam gerekmeyen, boşlukta [[Işıkc hızı]]ışık "c"hızı ile yayılan enine dalgalardır. Elektromanyetik dalgalar, frekansına göre değişik tiplerde sınıflandırılmıştır. Bu tipler sırasıyla (artan frekansa ve azalan dalga boyuna göre)
 
* [[Radyo dalgaları]]
Satır 26 ⟶ 27:
[[Maxwell denklemleri]]n<nowiki/>e göre,[[Elektromanyetik dalgalar|Elektromanyetik dalga]] asıl olarak bir yükün bir doğrultuda ivmeli salınım hareketi([[harmonik hareket]]) yapması sonucu oluşur.[[Faraday-Lenz yasası|Faraday]]'ın [[Elektrik Alan|Elektrik alan]] teorisinde,durgun bir yükten uzayın her yönüne elektrik alan kuvvet noktacıkları saçılır,bu noktacıklar aynı yükten belli doğrultularda peşi sıra saçıldıkları için elektrik alan kuvvet noktacıkları birleşerek bir doğru halini alırlar,bu doğrulara [[Elektrik Alan|elektrik alan]] kuvvet çizgileri yayılır.<ref name="phet.colorado.edu">http://phet.colorado.edu/sims/radiating-charge/radiating-charge_en.html</ref><ref name="ReferenceA">http://phet.colorado.edu/en/simulation/radiating-charge</ref>
 
Şimdi sayfa düzlemindeki bir'' '''durgun pozitif [[Elektriksel yük|yük]]<nowiki/>ü''' ''ele alalım.Bu pozitif yükü,sayfa ''düzlemini dik kesen bir doğrultuda'',önce sayfa düzleminden''' içeri doğru''' sonra da sayfa düzleminden '''dışarı yönde''' '''''ivmelenecek''''' şekilde, sürekli bu sırayla giden bir '''harmonik hareket '''yaptırırsak, '''<u>yükten çıkan ''elektrik alan kuvvet noktacıklarının'' yükten ayrıldıkları konum sürekli değişeceğinden</u>''', yukarı aşağı salınım hareketi yapan yükten'' peşi sıra saçılan noktacıklar, ''bu sefer bir'' <u>'''dalgasal hareket görüntüsü'''</u>''' '''oluşturacak şekilde bir yörüngede, yükten uzaklaşmış olurlar''.<ref name="phet.colorado.edu"/><ref name="ReferenceA"/><ref name="zpenergy.com">http://www.zpenergy.com/downloads/Orig_maxwell_equations.pdf</ref>
 
'''Sonuçta:''' ''<u>durgun veya sabit hızda</u>'' hareket eden bir yükten '''elektrik alan kuvvet çizgileri '''yayılırken,; ''<u>salınım yapan</u>'' bir yükten '''elektrik alan kuvvet dalgası''' yayılır denir.<ref name="phet.colorado.edu"/><ref name="phet.colorado.edu"/>
 
Yine bu pozitif yük <u>harmonik hareket yaptığı için</u>, ivmeli olarak sayfa düzlemine göre yukarı aşağı ''salınım hareketi'' yaparak.yapan bu pozitif yük,[[Maxwell denklemleri]]ne göre; <u>uzaydaki elektrik alanın değerinin ivmeli bir şekilde değişimine neden olur </u>ve yine [[Maxwell denklemleri]]<nowiki/>ne göre <u>uzayın elektromanyetik eylemsizliği</u> nedeniyle , ivmeli olarak sırayla '''artan ve azalan elektrik alanı dengelemek '''amacıyla '''uzay tarafından oluşturulan'''<u> manyetik alan kuvvet çizgilerinin''' şiddeti''' de harmonik olarak''' artar ve azalır'''</u>, böylece '''''manyetik alan kuvvet çizgilerinin şiddeti''''' de bir '''dalgasal hareket görüntüsü '''oluşturmuş olur. Pozitif yük salınım yaparken '''hareket <u>yönü</u> sürekli değiştiği için''' yükten yayılan '''elektrik alan kuvvet''' '''dalgasına daima dik yönde olan [[manyetik alan]] kuvvet dalgası da sırasıyla bir düzlemden içeri ve aynı düzlemden dışarı olacak şekilde yön değiştirecektir. '''Böylece elektrik alan dalgasının yayılım düzlemine dik düzlemde ve elektrik alan dalgasının yayıldığı düzlemden içeri ve dışarı salınım hareketi yapan bir manyetik alan kuvvet dalgası oluşacaktır. Bu da bir elektromanyetik dalga olan ışığın yapısıdır. Sonuç olarak, "'''salınım yapan her yükten elektromanyetik dalga (radyasyon) saçılır'''" denir.<ref name="zpenergy.com"/>('''Bakınız''':'''[[Maxwell denklemleri|Maxwell Denklemleri]]''') [[James Clerk Maxwell]] bunu matematiksel olarak kanıtlayan ilk bilim adamıdır. Manyetik alan ve elektrik alanı kuvvet noktacıklarının yükten salındıktan sonra yükten uzaklaşarak uzayda hareket etmeleri,vakum uzayda ışık hızıyla(c) gerçekleşir.Bu nedenle elektrik ve manyetik alan kuvvet noktacıklarının birlikte olup dalgasal bir hareket yaptığı elektromanyetik radyasyonun hareket hızı vakum uzayda ışık hızıdır ve elektromanyetik dalgaların yayılım hızı, uzaydaki hızı ne olursa olsun her gözlemci için aynı hızdadır.Bu bilgi üzerinden [[Einstein|A.Einstein]] , [[Görelilik teorisi|görelilik teori]]<nowiki/>lerini oluşturmuştur. Bu teorilerde ışık hızına yakın hızlarda hareket eden bir cisim için göreli olarak zamanın yavaş aktığını, cismin içerisindeki taneciklerin hareketinin yavaşladığını, bu nedenle cisme uygulanacak herhangi bir kuvvetin cismi daha az ivmelendireceğini, yani hızlanan cisimlerin kuvvete karşı direncinin artacağını bu nedenle teorik olarak hızlanan cisimlerin kütlesinin artması gerektiğinden tutun da her cismin bir iç enerjisinin mc^2mc2 kadar olduğuna dek birçok evrensel kanun bulunmuştur. Bunların hepsinin hareket noktası ışık hızının sabit olduğunu ifade eden Maxwell denklemleridir.
 
[[Faraday-Lenz yasası|Faraday]]'a göre bir [[Elektrik yükü|yük]]<nowiki/>ten her doğrultuda peşi sıra elektrik alan kuvvet noktacıkları saçılır ve birleşerek elektrik alan kuvvet çizgilerini oluşturular. Uzayın,uzayın her yönüne yayılarak elektrik alan kuvvetini oluşturmuş olurlar. [[Maxwell denklemleri]]<nowiki/>ne göre '''uzay hem elektrik alan yönünden ve manyetik alan yönünden (elektromanyetik) olarak eylemsizlik kuralını sergiler'''. Yani, sayfa düzlemi üzerinde sabit hızla hareket eden bir elektronu ele alalım, elektronun hareket yönündeki uzay parçasında herhangi bir konumda elektrik alan kuvvet çizgilerinin yoğunluğu arttığı için, uzay kendi iç enerjisiyle bir bu artışınartış etkisine tepki vererek, elektronun kendi üzerine hareketine karşıt olan bir negatif yük akımı oluşturur ve ,böylece uzaklaşan negatif yükler artan elektrik alan kuvvet çizgilerinin yoğunluğunu azaltarak, elektronun hareketinden kaynaklanan artışı dengelemeye çalışarak bir eylemsizlik sağlamış olur. Buna''' uzayın elektromanyetik eylemsizliği '''denir. Bu karşıt yönlü negatif yük akımıyla oluşan manyetik alan da elektronun hareket yönünün sağında sayfa düzleminden içeri, solunda sayfa düzleminden dışarıdır.Bu durum [[sağ el kuralı]]<nowiki/>nakuralına göre oluşan manyetik alan kuvvet çizgilerinin yönünü verir.Teoriye göre,'''uzay''' kendi eylemsizliği adına, yük akımları ve manyetik alanlar oluşturabilecek bir iç enerjiye sahiptir. [[Manyetik alan]] kuvvet çizgileri daima elektrik alan kuvvet çizgilerine dik olan bir düzlemde oluşmak zorundadır.<ref>http://books.google.com.tr/books?id=bI-ZmZWeyhkC&pg=RA1-PA335&dq=electromagnetism+infinity+boundary+conditions&hl=tr#v=onepage&q=electromagnetism%20infinity%20boundary%20conditions&f=false</ref>
 
=== Özellikler ===
Satır 44 ⟶ 45:
# Birbirine dik elektrik ve manyetik alandan oluşurlar.
# Boşlukta düz bir doğrultuda yayılırlar.
# Hızları ışık hızına (299.792.458&nbsp;2,99792458 × 10<sup>8</sup> m/s) eşittir.
# Geçtikleri ortama; frekanslarıyla doğru orantılı, dalga boylarıyla ters orantılı olmak üzere enerji aktarırlar
# Enerjileri; maddeyi geçerken, yutulma ve saçılma nedeniyle azalır, boşlukta ise uzaklığın karesiyle ters orantılı olarak azalır.
Satır 59 ⟶ 60:
[[Dosya:Light dispersion conceptual waves.gif|thumb|right|Bileşenlerine ayrışmış beyaz ışık]]
 
Işığın doğasının önemli bir yönü frekanstırfrekansıdır. Bir dalganın frekansı salınım hızıdır ve Hertz birimi ile ölçülendirilir. Bir Hertz saniyede bir salınıma eşittir. Işık genelde, toplamı bileşke dalgayı veren frekanslar tayfına sahiptir. Farklı frekanslar farklı kırılma açılarına maruz kalır.
 
Bir dalga peşi sıra tepelerden ve çukurlardan oluşur. İki çukur ya da tepe noktası arası mesafe dalga boyunu verir. Elektromanyetik tayf dalgaları boylarına göre sınıflandırılır., Binabina büyüklüğündeki radyo dalgalarından atom çekirdeği büyüklüğünde gamagamma ışınlarına kadar. Frekans şu denkleme göre dalga boyuna ters orantılıdır:
 
: <math>\displaystyle v=f\lambda</math>
 
Denkleme göre;, "v"“v” dalga hızı (vakum ortamda hız “c” olur), “f” frekans, “λ” ise dalga boyudur. Dalgalar değişik ortamlar arasından geçerken hızları değişir ama frekansları aynı kalır.
[[Girişim]]:, iki ya da daha fazla dalganın çakışması sonucu yeni bir dalga şekli oluşmasıdır. Eğer alanlar aynı yönde bileşenler içeriyorsa yapıcı girişim, ayrı yönlerde ise yıkıcı girişim]] yaparlar.
Elektromanyetik dalga enerjisi bazen “ışıyan enerji” olarak adlandırılır.
 
==== Parçacık modeli ====
 
Elektromanyetik radyasyonun foton denen farklı enerji paketleri [http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum quanta](kuanta) olarak parçacık benzeri özellikleri vardır. Dalganın frekansı dalganın enerjisi ile doğru orantılıdır. Çünkü fotonlar enerji taşıyıcıları olarak davranırlar, yüklü parçacıklar tarafından yayılır ve soğurulurlar. Foton başına enerji [[Planck formülü|Planck Formül]]-Einstein denklemi ile hesaplanır:
'<nowiki/>'''''
* <big>Formül ise şöyledir</big>
<math>\displaystyle E=hf</math>
Satır 78 ⟶ 79:
Burada “E” enerjiyi, “h” [[Planck sabiti]]ni, “f” ise frekansı temsil eder. Bu foton-enerji ifadesi ortalama enerjisi Planck yayılım yasasını elde etmek için kullanılan daha genel bir elektromanyetik osilatörün enerji seviyelerinin özel bir durumudur. Bu enerji seviyesinin düşük sıcaklıkta eşdağılım prensibi ile tahmin edilenden kesin bir farkla ayrıldığı gösterilebilir. Bu eşdağılım hatası düşük sıcaklıklardaki kuantum etkisinden dolayıdır.
 
Bir foton bir atom tarafından soğurulduğunda bir elektronunu uyararak onu daha yüksek onu daha yüksek bir [[enerji seviyesi]]ne çıkartır. Eğer enerji yeterince yüksekse yüksek enerji seviyesine zıplayan elektron çekirdeğin pozitif çekiminden kurtulup atomdan kurtulabilir, buna [[fotoelektrik etki]] denir. Tersine bir elektron daha düşük enerji seviyesine indiğinde enerji farkı kadar foton yayar. Her element, atomların içindeki elektronların enerji seviyeleri ayrı olduğundan, kendi frekansında yayar ve soğurur.
 
Bütün bu etkiler birlikte yayılım ve soğurma tayfını açıklar. Soğurma tayfında koyu bantlar karışık ortamdaki atomların değişik frekanstaki ışığı soğurmasından kaynaklanmaktadır. Işığın geçtiği ortamın bileşimi soğurma tayfının yapısını belirler. Örneğin uzak bir yıldızın yaydığı ışıktaki koyu bantlar yıldızın atmosferindeki atomlardan kaynaklanır. Bu bantlar atom içinde izin verilen enerji seviyelerine karşılık gelir. Benzer bir durum yayım için de oluşur. Elektronlar daha düşük enerji seviyelerine indiklerinde bu düşüşü temsil eden bir tayf yayılır. Bu durum, bulutsu yayılım tayfında kendini gösterir. Bugün bilim adamları bu durumu yıldızların hangi elementlerden oluştuklarını bulmak için kullanmaktadırlar. Ayrıca aynı durum tayfın [[kırmızıya kayma]] (redshift) yönteminde kullanılarak yıldızların uzaklıklarını hesaplamada kullanılır.
Satır 155 ⟶ 156:
 
[[Kategori:Elektromanyetik radyasyon| ]]
[[Kategori:MagnetizmaAlman icatları]]