Elektromanyetik Dalgalar: Işık - Bir Elektromanyetik Radyasyon

Radyasyon (ışıma), enerjinin yayılım ve taşınması anlamına gelen bir terimdir. Elektromanyetik radyasyon da elektromanyetik dalgaların; boşlukta ışık hızıyla, diğer ortamlarda ise farklı hızlarda hareketiyle oluşur.

Elektromanyetik dalgalar denilince akla ilk gelmesi gereken şey, elektromanyetik spektrumdur. Bu spektrumu (veya tayfı) dalga boyu ve enerji parametrelerine göre sürekli değişim gösteren bir yelpaze olarak düşünebiliriz.

Elektromanyetik spektrum (Şekil 1) en büyük dalga boylu ve en düşük enerjilere sahip radyo dalgalarından, en küçük dalga boyu ve en yüksek enerjilere sahip gama ışınlarına kadar hepsini kapsar. Radyo dalgaları, mikrodalga, kızılötesi, morötesi, X-ışınları, gama ışınları bu spektruma aittir. Kızılötesi ve morötesi bölgelerin arasında da görünür bölge, diğer bir deyişle "ışık" kelimesinin akıllara ilk gelen anlamı yer almaktadır.

Şekil 1. Elektromanyetik spektrum.
Şekil 1. Elektromanyetik spektrum.

İnsan gözünün görebildiği ve görme duyusunun sorumlusu olan bu görünür bölge, 400-700 nm arası ışığın çeşitli dalga boylarına sahiptir, ki bunlar da renklerdir. Doğada görebildiğimiz bütün renk tonları bu değer aralığına düşmektedir. Prizmaya tutulan bir beyaz ışıkla (Şekil 2) veya doğal yolla oluşan bir gök kuşağı ile; elektromanyetik spektrumun bir iç spektrumu olan görünür bölge spektrumunun tamamı gözlenebilmektedir.

a-getty-107758168_bp1kbk

Şekil 2. Prizma ve beyaz ışık. Beyaz ışık görünür bölgenin tüm dalga boylarını barındırıyor ve farklı dalga boyları, yüzey geometrisi ve geliş açısından ötürü farklı kırılmalara uğruyor.

Bütün elektromanyetik dalgalar gibi görünür ışık da, bir elektrik alan ve bir manyetik alan bileşenine sahiptir. Şekil 3'te polarize, düzgün bir elektromanyetik dalga şeması görülmektedir.

emwave

Şekil 3. Elektromanyetik dalga ve bileşenleri.

Şimdi görünür ışık da yukarıdaki formda olduğuna göre akıllara bazı temel sorular gelebilir. "Işıktan neden elektrik yükü alamıyoruz?" veya "Mıknatıslar neden ışıktan etkilenmiyor?" gibi...

Öncelikle ışık, salınan bir elektrik ve manyetik alan olduğu için hem elektriksel hem de manyetiktir. Ancak kendisi bir yük taşımaz. Bu nedenle elektron gibi yüklü parçacıklarla elektriksel etkileşime girmez. Elektron ise, ışığın salınım yapan elektrik alan bileşeni ile bir titreşim yaparak etkileşir; olduğu yerde ileri-geri hareketi gibi düşünülebilir ve toplam bir yer değiştirme yapmaz. Mıknatısa gelince; elektrik ve manyetik alan kavramları arasındaki en büyük fark, elektrik yük vardır ancak manyetik yük (manyetik monopol) yoktur. Bu nedenle eğer bir manyetik yük olabilseydi ışık ile etkileştiğinde davranışına bakabilirdik (elektron gibi de davranabilirdi). Ancak olmadığından bilemiyoruz.

Sonuç olarak "insan türünün görebildiği ışık" olarak da adlandırılan görünür bölge, elektromanyetik spektrumun küçük bir bölümüdür. Bu sürekli spektrumdaki her bir elektromanyetik dalga, aynı zamanda bir elektromanyetik radyasyondur. Son olarak bu yazıda ışığın dalga özelliğinden bahsedildiğini not düşerek, aşağıdaki videoyu izlemenizi tavsiye ediyoruz. Saniyede trilyon kare pozlama ile evrensel hız limitindeki ışığın hareketi gözlenebilir mi?

Emir Haliki

Kaynaklar

  1. Frank S. Crawford Jr., Waves, Berkeley Physics Course, vol.3
  2. <http://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/emspectrum1.html>
  3. <http://www.srh.noaa.gov/jetstream/remote/remote_intro.html>

Emir Haliki

Ege Üniversitesi Fen Fakültesi - Fizik Bölümü Doktora Öğrencisi. Karmaşık sistemler, genetik düzenlenme mekanizmaları ve ağ analizleri çalışma alanı. Aynı zamanda matematik, sayısal çözümleme, biyoloji ve astronomi de ilgi alanları. Bunların yanında zaman zaman amatör olarak gözlemsel astronomi, doğa yürüyüşleri, oyun motorları tasarımları ile ilgileniyor.

Emir Haliki 17 makale yazdıEmir Haliki tarafından yazılan tüm makaleleri gör