Elektromanyetik
alanlar (veya radyasyon), günümüz teknolojisinin en önemli kaynaklarından
birisi. Önce radyo iletişimi için yaygın olarak kullanmaya başladık; sonra TV,
kablosuz telefon, GSM ve Wi-Fi derken kendimizi yapay elektromanyetik alanlar
içinde bulduk. Peki, bu alanlar bizim için ne kadar zararlı? Elektromanyetik
alanlardan kaçınmalı mıyız? Bunu anlayabilmek için en baştan almamız
gerekiyor...
Elektrik… Yalnızca çağımızın değil yaşamımızın da temel
gerekliliklerinden birisi… Atlar elektrik olmadan hareket edemezler, çünkü
bacak kaslarının kasılabilmesi için elektriğe ihtiyaçları vardır. Elektrik
olmadan kalbimiz çalışmaz, gözlerimiz görmez, sinir sistemimiz hiçbir işe
yaramaz! Peki, nedir bu elektrik?
Elektrik, doğada elektrik yüklerinin birbirleri ve çevreleri
ile etkileşime geçmeleri nedeniyle ortaya çıkan fiziksel bir olaydır. Doğanın
en önemli kuvvetlerinden birisini yani elektromanyetizmayı oluşturur. Doğanın
temel yasalarıyla ortaya çıktığından, elektriğin doğrudan hayatın içindeki
örneklerini görebiliriz. Örneğin insan vücudunda hücrenin metabolik
etkileşimleri elektrokimyasal yollarla gerçekleşir ya da sinir hücrelerindeki
uyarımların iletimi elektriksel sinyallerle sağlanır.
Pozitif ve Negatif
Yükler
Modern atom çizimlerine baktığımızda, atomun pozitif yüklü
proton ve yüksüz nötronlardan oluştuğunu görürüz. Bu, atomun çekirdeğini
oluşturan formüldür! Atomun çevresinde ise olasılıklar bulutu içinde dönen
negatif yüklü elektron(lar) bulunur. Olasılıklar diyoruz çünkü elektronun aynı
anda konumunu ve hızını tespit etmemiz mümkün değil!
Atomdaki proton sayısı ve elektron sayısı birbirine eşit ise
atom nötrdür. Eğer elektronlardan birini çıkarırsanız bu defa pozitif bir iyon
elde edersiniz; eğer ona bir elektron eklerseniz de bu sefer negatif bir
iyonunuz olur. Bir maddenin en tehlikeli hali iyonize halidir; çünkü örneğin
pozitif bir iyon (elektronu çıkartılmış bir atom) çevresindeki atomlardan
elektron çalmaya çalışacaktır. Bu durumda elektronu çalınmış olan atom da hemen
yanındaki bir başka atomdan elektron çalacaktır. Bu durum ise zincirleme bir
reaksiyona ve kararsız bir yapıya (örneğin güçlü bir patlamaya) neden olur!
Elektriği İletmek:
İletkenler ve Yalıtkanlar
Metaller gibi iletken maddelerin ortak özelliği, içlerinde
atomlara bağlı olmayan bir miktar serbest elektronu barındırıyor olmalarıdır.
Bu nedenle bir iletkenin ucundan elektrik verdiğinizde, içerisindeki serbest
elektronlar harekete geçerek elektron yani elektrik iletimini sağlarlar.
Yalıtkanlarda ise durum farklıdır; yalıtkanlar içindeki
elektronların tümü bir atoma bağlıdır ve bu nedenle elektrik iletimini
gerçekleştiremezler.
Elektromanyetizma
Nedir?
Elektromanyetizma, elektrikle yüklü parçacıklar arasındaki
etkileşime neden olan fiziksel bir kuvvettir. Bu etkileşimin gerçekleştiği
alanlar, elektromanyetik alan olarak tanımlanır. Doğadaki dört temel kuvvetten
birinin elektromanyetizma olduğunu belirtmiştik. Diğer üç kuvvet; güçlü
nükleer kuvvet, zayıf nükleer kuvvet ve kütle çekim kuvvetidir.
Maddenin temel özelliği elektrik yükü taşımasıdır. Eğer
madde sabit duruyorsa bu elektrik alan yaratır; hareket halindeyse elektrik
alanın yanı sıra manyetik alan da yaratır. Elektromanyetik kuvvetin taşıyıcı
parçacığı ise fotonlardır; yani bildiğimiz ışık.
Fotonların enerjileri ve momentumları vardır. İki elektromanyetik
alan birbirleriyle etkileşime geçtiklerinde protonlarını değiştirirler. Yani
fotonlar, yüklü nesneler arasındaki elektromanyetik kuvveti taşırlar.
Elektromanyetik dalga
nedir?
Etrafımızda olan biten şeyleri görebilmemizin sebebi
elektromanyetik dalganın gözümüze düşmesi ve bunun beyinde yorumlanmasıdır.
Elektromanyetik dalgaların bir dalga boyu ve frekansı vardır. Frekans,
elektromanyetik dalganın saniyede kaç kere değiştiğidir. Dalga boyu ise dalganın
iki tepe noktası arasındaki mesafeye karşılık gelmektedir.
Işık ışınlarının frekanslarına ya da dalga boylarına göre
sıralanmasıyla ışık tayfı elde edilir. İnsan gözü tarafından algılanabilen
görünür ışık, bu tayfın ortalarında yer alır. Görünür ışığın dalga boyu 400 ile
800 nanometre (nanometre = metrenin milyarda biri) arasındadır. Bu aralığın en
altında, dalga boyu yaklaşık 800 nanometre olan kırmızı ışık yer aldığı için
ışık tayfının bu aralığın hemen altında kalan kısmına kızılötesi denir.
Kızılötesi ışık ışınlarının dalga boyu görünür ışıktan daha uzundur,
dolayısıyla enerjileri daha azdır. Mikrodalgalar ve radyo dalgaları ise
kızılötesi ışıktan daha uzun dalga boylarına sahiptir. Bu ışınlar, ışık
tayfında kızılötesi ışığın da altında yer alır.
Dalga boyu yaklaşık 400 nanometre olan mavi ışığın hemen
üstünde kalan kısım ise morötesi olarak adlandırılır. Tayfın bu kısmındaki ışık
ışınlarının dalga boyu görünür ışıktan daha kısadır, dolayısıyla enerjileri
daha fazladır. X-ışınları ve gamma ışınlarının dalga boyu ise morötesi ışıktan
daha kısadır. Dolayısıyla, ışık tayfında morötesi ışığın üstünde yer alan bu
ışınlar daha yüksek enerjilidir.
Elektromanyetik radyasyon
nedir?
Elektromanyetik radyasyon, fizikte elektromanyetik dalgadır.
Radius Latince ışın demektir. Radyasyon kelimesi genelde radyasyon zehirlenmesi
ve kanser gibi sağlık sorunlarıyla yan yana kullanılsa da kelime anlamı olarak
enerjinin dalgalar ve/veya parçacıklar yolu ile transferidir. Yaşadığımız ortam
her zaman elektromanyetik radyasyonla doludur. Evimizdeki elektrik kabloları
radyo dalgaları üretir. Yaktığımız mum veya ampul görünür ışık üretir. Sıcak
bir cisim olan vücudumuz kızılaltı radyasyon yayar.
Radyo dalgaları, görünür ışık, mikrodalga vb. tüm ışık türleri
elektromanyetik radyasyondur. Peki radyo dalgası ile görünür ışığın farkı
nedir? Radyo dalgasının dalga boyu kilometrelerce uzanır ve bu sayede binaların
arasından geçebilir, dağların üzerini aşabilir ancak görünür ışığın dalga boyu daha
düşük olduğu için binaların içinden geçemez.
 |
| Parlak bir ışık huzmesinde, zayıf ışığa göre daha fazla foton vardır, ama fotonların enerjileri ikisinde de aynıdır. Önemli olan ışığın parlaklığından ziyade ışınımın türüdür. |
Elektromanyetizmada genel prensip, ışığın dalga boyu ne
kadar küçükse enerjisinin o kadar yüksek olacağını söyler. Bunu şöyle
örneklendirebiliriz; denizin ortasında bir sandaldasınız ve denizin üzerindeki
dalgalar sizi sallıyor. Dalganın gücü (sarsma gücü) ne kadar fazla ise dalganın
boyu o denli kısa olur; ancak tam tersi olarak deniz ne kadar durgun olursa
dalgaların boyu da o kadar uzun olur.
Radyasyon, iyonize (iyonlaştırıcı) ve iyonize olmayan
radyasyon olarak ikiye ayrılır. İyonize radyasyon, kozmik ışınlar, gamma ve X
ışınları gibi, atomları iyonlaştırabilecek enerjiye sahip olan radyasyon
biçimleriyken; iyonize olmayan radyasyon, görünür ışık, kızılötesi, mikrodalga
ve radyo ışınları gibi ışınları belirtir.
Radyoaktivite Nedir?
Radyoaktivite, uranyum gibi atom numarası büyük ve stabil
olmayan elementlerin iyonlaştırıcı radyasyon yayarak kütle kaybedip enerji
saçmasıdır. Temel olarak alfa, beta ve gamma bozunumu olarak üç başlıkta
toplanır.
Bu bozunumlar sonucu radyoaktif madde enerji ve ısı saçarak
kütlesinin bir kısmını yeni bir izotopa dönüştürür. Belli miktardaki bir
radyoaktif maddenin kütlesinin yarısını dönüştürme süresine yarı-ömür denir.
Örneğin uranyum-238 4,5 milyar yıllık bir yarı ömre sahipken, uranyum-234,
245.500 yılda yarılanır. Yarı ömrü çok kısa olan böylesi elementler daha yüksek
kütleli başka radyoaktif maddelerin bozunup, dönüştükleri izotoplardır.
İyonize Radyasyon
İyonlaştırıcı radyasyon, yukarıda bahsettiğimiz radyoaktif
bozunum sonucu ve uzaydan gelen kozmik ışınlar ile onların atmosferde
etkileşimi sonucu oluşan, atom ve moleküllerden elektronlarını kopararak onları
iyonize edecek kadar yüksek enerji taşıyan radyasyon türlerine denir. Bu durum,
biyolojik canlılara çok ciddi zararlar verebilir çünkü bu ışınlar canlı
hücrelere geldiği zaman bu hücreler içindeki bazı moleküllerin elektronlarını
kırparak bozulmaya yol açarlar. Eğer molekülleri bozulan bu madde DNA’nın bir
parçası olursa, zincirleme mutasyonlara ve dolayısıyla kansere neden olabilir.
İyonize Olmayan Radyasyon
Görünür ışık tayfı, Güneş ışığı, siyah UV ışığı, termal
radyasyon, mikrodalgalar, radyo dalgaları gibi her an her yerde maruz
kaldığımız, enerji yayılımı türleri iyonize olmayan radyasyona örnektir. Her
şeyde olduğu gibi çoğu zarardır; yoğun ışık gözlerde körlük yaratabilir,
mikrodalga ve radyo dalgaları doku ve vücut sıcaklığını arttırabilir, yüksek
miktarda mikrodalga deride veya deri altında yanığa
sebep olabilir, düşük frekanslı radyo dalgaları sinir sisteminde ve kaslarda
düzensizliğe sebep olabilir vb. Ancak, uranyumdan yayılan radyoaktivite kaynaklı
yüksek enerjili iyonlaştırıcı radyasyon gibi etkileri yoktur.
 |
| Gamma ışınları, X ışınları, görünür ışık ya da mikrodalga ışınlarının tümü, vakumlu ortamda (uzayda) aynı hızla ilerler. Yani dalga boyu ya da frekansı (enerjisi) ne olursa olsun, tüm ışınlar ışık hızında hareket ederler |
Mikrodalga Fırınlar
veya Cep Telefonları Zararlı Mıdır?
Mikrodalgalar telefon ve televizyon gibi elektronik
cihazlarda kullanılan radyo dalgalarıdır. Mikrodalga fırınlar ise bu radyo
dalgalarını ısı enerjisine dönüştürerek besinleri çok kısa sürede ısıtmamızı ve
pişirmemizi sağlarlar. Yukarıda da bahsettiğimiz gibi mikrodalga, radyo
dalgaları, görünür ışık ve kızılötesi ışık gibi ışık türlerinin frekansı yani
sarsma gücü oldukça düşüktür. Bu düşük enerjili fotonların iyonize (atom
yapısına zarar verici) etkileri yoktur.
Mikrodalga fırınlar, besindeki su moleküllerini sallamak
için özel olarak belirlenmiş bir titreşim sıklığındaki radyo dalgalarını
kullanır. Bu su molekülleri artan bir şekilde sallandığı zaman, atomsal
seviyede titreşmeye başlar ve ısı üretirler. Fırındaki besini pişiren şey aslında
bu ısıdır. Besindeki tüm moleküller aynı anda titreşip ısı ürettiği için
mikrodalga fırındaki besin, ısının besinin dış yüzeyinden yavaşça içine doğru
seyahat etmesi gerektiği geleneksel fırındaki besinden daha hızlı pişer.
Telefon şebekeleri de “mikrodalga” olarak tabir edilen
frekans aralığını kullanmaktadır ancak mikrodalga fırınlar yiyecekleri
ısıtırlarken cep telefonları beynimizi ısıtmazlar. Bunun sebebi cep telefonu
sinyalinin gücünün 1 Watt’dan az olmasıdır (Bu oran mikrodalga fırınlarda 1000
Watt’dır). Ayrıca mikrodalga fırınların içindeki metal duvarlardan yansıyan
mikrodalga ışınları yiyeceğe her yandan eşit olarak çarparak etkileşimi
artırırlar. Zaten bu sebeple, yani mikrodalgalar metal kaplamadan dışarı
geçemediği için mutfağınız ‘radyasyon’ ile dolmaz.
Zararsız Radyasyon
Türevleri Zamanla ‘Birikerek’ Vücudumuza Zarar Verebilir Mi?
Işın, foton denilen taneciklerden oluşur ve bu fotonlar,
hareket halinde salınırken atomlara çarparlar. Bu çarpışma sırasında, foton
uygun enerjideyse atomlarla etkileşime geçerler ancak uygun enerjide değilse
hiçbir etkileşime geçmeden yollarına devam ederler. Bu nedenle uygun enerjide
olmayan fotonların, kimyasal bağları kırmaları mümkün değildir. Dolayısıyla baz
istasyonu, cep telefonu, kablosuz bağlantılar veya mikrodalga fırınlar
tarafından yayılan radyasyonun (ışının) birikmesi, ilerlemesi, zamanla zarar
vermesi mümkün değildir.
Sonuç
Dünyada, cep telefonu, kablosuz ağlar ve mikrodalga fırınlar
gibi ışınım yayarak çalışan (aslında tüm elektronik aletler az ya da çok ışınım
yayarlar) sistemler üzerinde pek çok araştırma yapılmış ve yapılmaya devam
etmektedir. Şimdiye dek bu tür aletler ile kanser ya da başka hastalıklar
arasında doğrudan bir bağlantı bulunamamıştır. Bu nedenle, uzman kuruluşlar ya
da topluluklar tarafından yapılan araştırmalar olumsuz yönde bir sonuç bulana
kadar herhangi bir haber sitesinde, ‘tık almak’ için yapılan ve bilim dışı olan
haber ve metinlere itibar edilmemelidir.
Şu durumda yapabileceğimiz en iyi şey, elektronik cihazlara
çok uzun süreler maruz kalmamak ve kullanım kılavuzlarında belirtilen şekilde
kullanmaya devam etmektir.
Kaynaklar
Manyetizma, Ders 1 (Video Ders): https://www.youtube.com/watch?v=gxmc3r2t744
Fotoelektrik: https://www.turkcebilgi.com/fotoelektrik
Foton ve Fiziksel Özellikleri: http://www.kuark.org/2012/08/foton-ve-fiziksel-ozellikleri/
Dünyanın Manyetik Alanı: https://www.bilim.org/dunyanin-manyetik-alani/
Mikrodalga Fırın Nasıl Çalışır: https://bilimfili.com/mikrodalga-firin-nasil-calisir/
Elektromanyetizma Podcast: https://yalansavar.org/2016/05/09/podcast-7-elektromanyetizma/
10 Soruda Elektromanyetizma: https://yalansavar.org/2015/05/27/10-soruda-elektromanyetik-alanlar-cep-telefonlari-ve-saglik/
Bu yazı MMO İstanbul Şubesi tarafından her ay yayınlanan Makina Bülten'in Şubat 2019 sayısı için hazırlanmıştır.
Bu yazı MMO İstanbul Şubesi tarafından her ay yayınlanan Makina Bülten'in Şubat 2019 sayısı için hazırlanmıştır.
