Elektromanyetik Dalgalar 12 Sınıf
fizik ders videoları
LİSE 4 KONULARI
Manyetizma
mantetik kutuplar - manyetik alan - manyetik akı -
Elektromanyetik indüksiyon
akımın manyetik etkisi - manyetik kuvvet -indüksiyon emksı - alternatif akım
Dalga hareketi
dalgalar - su dalgaları - sarmal yaylar - girişim - faz farkı
Işık Teorileri
ışığın dalga modeli - fotoelektrik - ışığın tanecik modeli - foton -
Atom Teorisi
elektromanyetik dalagalar - enerji düzeyleri - bohr atom modeli - emisyon - lazer
Yüklü Parçacıkların Elektrik Alandaki Hareketi
yüklü parçacıklara etki eden kuvvet - parçacıkların hız ve ivmeleri - parçacıkların yörüngeleri - ossiloskop - e/m nin tayini
Güneş Enerjisi
güneş enerjisinin kaynağı - güneş spektrumu - güneş pilleri
Elektromanyetik dalgalar ilk kez James Clerk Maxwell tarafından keşfedilmiştir. Elektromanyetik dalgaları anlayabilmemiz için öncelikle Maxwel'in geliştirdiği matematiksel yöntemleri iyi anlamalıyız. Çünkü Maxwell elektromanyetik dalgaları matematiksel yollarla bulmuştur. Bu konunun iyi anlaşılması için, manyetizma,elektromanyetik indüksiyon, manyetik akı gibi konuların iyi bilinmesi gerekir. |
Maxwell Denklemleri
James Clerk Maxwell elektromanyetik dalgaları matematiksel olarak incelemek için bazı fiziksel büyüklükler kullanmıştır. Bu büyüklükler manyetik dolanım, elektriksel dolanım, manyetik akı, elektriksel akı, vb. dir. Bu büyüklüklerden bazılarını Lise2 konularından biliyorsunuz. İlkdefa göreceğiniz büyüklükler aşağıda tanımlanmıştır.
Elektriksel Dolanım (DE): Değişen bir manyetik alan etrafında birim yükü bir tur döndürmek için elektrik alana karşı yapılan iş.
Manyetik Dolanım (DB): Düz bir telden geçen akım veya değişken bir elektrik alan etrafında birim kuzey kutbunun bir tur dönmesi sırasında manyetik alana karşı yapılan iş.
ELEKRİKSEL DOLANIM
| MANYETİK DOLANIM
|
Bu resimde çembersel bir halkanın içinden geçen DEĞİŞKEN bir manyetik alan vardır. Bu manyetik alanın değişmesi çemberin manyetik akısını değiştirir. Değişen manyetik akı çemberden akım geçmesine neden olur. (elektromanyetik indüksiyon Lise2 konusu). Çembersel telden akım geçmesi demek, telin içinde elektrik alan oluşmasıyla açıklanır. Demekki tel olmasa bile, değişen manyetik alan etrafında elektrik alan çizgileri oluşur. Elektriksel dolanım birim yükün bir tur dolanması için elektriksel kuvvetlerin yaptığı iş olarak tanımlanır. Bu işi hesaplamak için, iş formülünde kuvvet yerine E, yol yerine 2π.r yazılırsa, DE=E.2π.r bulunur. Aynı zamanda bu tanım indüksiyon emk tanımıdır. İndüksiyon emk sı ise aşağdaki formülden bulunur. | İş formülünün W=F.x olduğunu hatırlarsak, i akımı geçen düz bir tel etrafında birim kuzey kutbunu bir tur döndürmek için yapılan işi hesaplarız. Bu da bize manyetik dolanımı verir. DB=B.2π.r Çünkü birim kuzey kutbuna uygulanan kuvvet manyetik alan demektir. B=2Ki/r olacağından dolanım formulünde yerine yazılırsa, DB=2Ki/r.2π.r =4πKi bulunur. Bu denklem akımın manyetik etkisi olarak tanımığımız bir denklemle yakından ilgilidir. B=2K.i/d Yani şunu söylüyoruz: Akım geçen bir telin etrafında manyetik alan oluşur. |
Bu formülden çıkan değer aynı zamanda elektrik dolanımı verir.
Eşdeğer Akım
Şu ana kadar iki önemli denklem elde ettik. Bunlar manyetik dolanım (DB) ve elektriksel dolanımı (DE) veren formüller. Bunları aşağıdaki gibi yazabiliriz.
Manyetik dolanımın formülünden anlaşılacağı gibi, telden i büyüklüğünde bir akım geçtiğinde, bu akımı μ0 ile çarpmamız yeterli oluyor. μ0 sayısı boşluğun manyetik geçirgenliğidir. μ0 aynı zamanda 4π.K sayısına eşittir. (K sayısı manyetik alan konularından hatırlayacağınız 10-7 sayısıdır.)
Eğer ortamda bir i akımı yoksa, sanki akım varmış gibi bir etki yaratılıp, manyetik dolanım hesaplanabilir mi? Bu sorunun yanıtı için elektrik konularından hatırlayacağınız kondansatörleri inceleyelim. Kondansatör iki paralel levhadan oluşur ve akım geçtiğinde yüklenmeye başlar.
 | Şekildeki kondansatör başlangıçta nötrken, üretece bağlandığında, üreteçten akım geçer ve kondansatörün levhaları yüklenmeye başlar. Levhalar yüklendikçe kondansatörün levhaları arasındaki elektrik alan artar. Kondansatörle ilgili bildiğimiz denklemleri kullanarak elektrik alanın şiddetini veren formülü bulabiliriz. Kondansatörün sığasını veren iki formül vardır. |
Kondansatörün levhaları arasında hava olduğundan buradan elektrik akımı geçmez. Yani levhalar arasından hiçbir zaman yük akışı olmaz. Fakat kondansatörün levhaları artı eksi yüklenirken tellerden akım geçer. Kondansatör tamamen dolduğunda ise tellerden geçen akım biter. Fakat hiçbir durumda levhalar arsındaki boşluktan akım geçmez.
Tellerden akım geçmekteyken (dolma aşamasında) levhalar arasında oluşan elektrik alan artar. Dolayısıyla kondansatörün elektriksel akısı artar. Tellerden akım geçmiyorken (kondansatör dolduktan sonra) elektrik alan sabit kalır yani zamanla değişmez.
"O halde elektriksel alan değişimi akım geçiyormuş etkisi yaratır. "
Bir ortamda elektriksel alan değişiyorsa, sanki orada elektrik akımı varmış gibi olur.
Bu kuralı manyetik dolanımda kullanalım. Bir telden akım geçtiğinde etrafında manyetik alan oluşuyordu. Akım yerine elektriksel alan değişimini koyabildiğimize göre, şunu söyleyebiliriz:
"Elektriksel alan değişimi etrafında manyetik alan yaratır."
Maxwel'in kurallarını şöyle özetleyebiliriz:
Değişen manyetik alanlar etrafında elektrik alanları, değişen elektrik alanlarda etrafında manyetik alanları oluşturur.
O halde bir ortamda değişen elektrik alan oluşturursak bu etrafında değişen manyetik alan oluşturacak, bu değişen manyetik alan da etrafında elektriksel alan oluturacak, bu tekrar manyetik alan ......................................
Bu şekilde elektrik ve manyetik alan değişimleri birbirini sürekli takip edecek. İşte elektro manyetik dalga böyle birbirini destekleyen elektrik ve manyetik alan değişimleridir.
 |  |
| Elektrik alan vektörlerinin değişimi ile manyetik alan vektörlerinin değişimi sinüzodial eğri biçimindedir. Yukarıdaki şeklin üzerine tıklayınız. | Yukarıdaki şekilde iki kondansatörün uçlarındaki elektrik alan değiştirilerek etrafa elektromanyetik dalga yayması görülüyor. |
simulasyon: elektromanyetik spektrum ----------- simulasyon: emd
| Elektromanyetik dalgalar sayfalarının devamı için aşağıdaki linkleri kullanınız. | ||
| Önceki | 1 2 3 | Sonraki |
e-mail:[email protected]
fizik ders videoları
özel ders matematik, özel ders ankara, özel ders fizik, özel eğitim, özel ders verenler, ders verenler, özel ders ilanları, özel ders fiyatları, özel ders ilanları, calculus 119, calculus 120, calculus bilkent, calculus metu, calculus pdf, odtü calculus, thomas calculus, özel ders calculus, özel ders diferansiyel, özel ders differential equations, özel ders dif, özel ders mekanik, özel ders elektrik, özel ders elektrik ve manyetizma, özel ders statik, özel ders dinamik, özel ders akışkanlar mekaniği, özel ders lys, özel ders ygs,
Kaynakça[değiştir kaynağı değiştir]
EMR'nin maddeyle etkileşimi üç şekilde olur: yansıma, soğurma ve maddeyi geçebilme (aktarma). Bu etkileşimi EMR'nin dalga boyları belirler. Radyo dalgaları, radyo antenleriyle alınabilir. Mikrodalgalar bazı maddeleri ısıtabilmektedir. Görülebilir ışık, görme hücrelerini (çubuk ve koni) etkileyecek boyuttadır. Morötesi ışın ve X ışını ise atom ve atom altı parçacıklarla etkileşir.
Görülebilir ışık fotonu maddeye çarptığında madde uyarılır ve foton, maddeninmoleküler yapısına göre değişen diğer bir ışık fotonu şeklinde yansıtılır. Bir madde, günışığında eğer kırmızı görülüyorsa, bu madde gün ışığındaki kırmızı dışında tüm görülebilir ışık fotonlarını soğurur, yalnınca uzun dalga boylu olan kırmızı ışığı yansıtır.
Görülebilir ışığı geçiren maddeler saydam (transparent), yarı geçirgen maddeler translusent, geçirmeyen maddeler ise opak olarak adlandırılır. Radyolojide kullanılan tanısal amaçlı X-ışınını fazla geçiren vücut yapıları (akciğerler, yağ dokusu gibi) radyolusent, az geçiren vücut yapıları (kemik, kalsifikasyon gibi) ise radyoopaktır.