ELEKTROMANYETİK DALGALAR 1

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.
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.

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.

_________________________
Düşelrimde görüyordum seni,

Engüzel gülüşlerini

Sensizlik Sokağında buldum seni,

Tertemiz yüreğini.

İnan aşkım bir sen daha bulmaya ömrüm yetmez,

Nekadar güzel olsada bu hayat sensiz asla çekilmez

Ama biliyorum güzelim bu aşk hiçbir zaman bitmez tükenmez...