12.1 : Elektromanyetik (EM) Radyasyonun İkili Doğası

Elektromanyetik (EM) radyasyon, birbirine dik ve uzayda radyasyon yayılımına karşılıklı olarak dik düzlemlerde salınan elektrik ve manyetik alan bileşenlerinden oluşur. EM radyasyonu, dalga boyu (λ ile gösterilir) ve frekans (ν ile gösterilir) gibi dalgaların özellikleriyle karakterize edilen bir dalga olarak sınıflandırılabilir.

Dalga boyu, dalgadaki iki ardışık tepe (en yüksek nokta) veya çukur (en düşük nokta) arasındaki mesafedir. Frekans, sabit bir sürede belirli bir noktadan geçen tekrarlayan dalgaların veya dalga döngülerinin sayısıdır. Farklı elektromanyetik radyasyon türlerinin değişen dalga boyları ve frekansları vardır. Elektromanyetik spektrum, frekans veya dalga boyuna göre gruplandırılmış düzenli elektromanyetik radyasyon koleksiyonudur. Dalga boyu ve frekans, radyasyonun bir ortamdan geçme hızıyla ilişkilidir. Bir vakumdaki radyasyon hızı (c ile gösterilir), yaklaşık 3 × 10^8 m/s değerinde evrensel bir fiziksel sabittir.

Bu nedenle, dalga boyu ve frekans ters orantılıdır. Yüksek frekanslı radyasyon düşük dalga boyuna sahiptir ve bunun tersi de geçerlidir.

Elektromanyetik radyasyon, bir dalga gibi davranmanın yanı sıra, foton adı verilen parçacıkların bir koleksiyonu olarak da düşünülebilir. Bir foton, ışığın veya elektromanyetik radyasyonun en küçük birimi veya "kuantumu"dur. Kütlesi veya yükü yoktur ancak enerji taşır. Her foton, etkileşim üzerine maddeye aktarılabilen belirli miktarda enerjiye sahiptir. Bir fotonun enerjisi (E olarak gösterilir) frekansla doğru orantılı ve dalga boyuyla ters orantılıdır. Bir fotonun enerjisini radyasyon frekansına bağlayan denkleme Planck denklemi denir.

Planck sabiti, 6,626 × 10^34 m^2 kg s^-1 değerine sahip h ile gösterilir.