Elektromanyetik Dalgaların Temelleri

İnsanın; elektrik, magnetizma ve optik ile ilgili olarak ondokuzuncu yüzyılın ortalarına kadar toplamış bulunduğu geniş bilgi yığını 1873 yılında, Maxwell tarafından, çok zarif bir diferansiyel denklem takımının üzerine oturan bir kuram çerçevesinde birleştirilmişti. Bu kuram, Thales´den bu yana, yaklaşık 2500 yılda, insanın gösterdiği entellektüel evrime paralel olarak gelişen yöntemlerle ortaya konmuş bulunan ve birbiriyle ilişkisiz gibi görünen bir çok olayın, aslında bir tek olayın, "elektromagnetik dalga´nın", değişik görünümlerinden başka bir şey olmadıklarını söylemekteydi. Maxwell´in denklemlerine dalga niteliği kazandıran ve yıllar sonra rölativite teorisinin doğuşuna da bir bakıma, neden olan bir terim o günlerde pek çok tartışmaya neden olmuştu. Maxwell´in 1862 de ortaya attığı ve "deplasman akımı" olarak yorumladığı bu terimin gerçekliğini, daha doğru bir deyişle, bunun sonucu olan "elektromagnetik dalga" olayını deneylerle kanıtlamak amacıyla Hertz´in giriştiği çabalar 1887 de olumlu sonuca ulaşmış ve uygarlığın artık hangi yönde gelişeceğini de göstermişti. O günden sonra Elektromagnetik Dalgalar bir yandan matematikçilerin, bir yandan da fizikçilerin günden güne artan ilgi duydukları bir konu haline geldi. Matematikçiler bu kuramdan çıkarılabilecek teorik sonuçları incelemeye koyulurken, fizikçiler radyo ulaşımını pratik hale getirmek için uygun düzenler araştırmaya giriştiler. 1896 da Marconi ilk pratik radyo yayın sistemini düzenledi ve 30-40 km uzağa telsiz telgraf işaretlerini göndermeyi başardı. Şu günlerde sonuna yaklaştığımız yirminci yüzyıl ise, uygar dünya için, 1901 yılının 12 Aralık günü Atlantik´in bir yakasından (Cornouailles´dan) gönderilen radyo dalgalarının Atlantik´in öbür yakasında (TerreNeuve´den) alınması haberiyle, büyük bir coşkuyla başlamış ve biribirini izleyen, heyecan verici, sayısız uygulamalara şahit olmuştur: Telsiz telefon, televizyon, radar, radyo astronomi. navar, yön bulucular, uydularla haberleşme vb. bunların ilk akla gelen örnekleridir. Bugün elektromagnetik dalgalar, çok alışılmış olan haberleşmenin yanı sıra, yer altındaki maden yataklarının araştırılması. tahribatsız muayene, ısıtma (yemek pişirme, sebze kurutma ve madenlere şekil verme), uzayın derinliklerindeki oluşumların incelenmesi, tıp vb. konularda da yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu nedenle, çağdaş elektrik ve elektronik mühendisliğinin dayandığı temel kavramların büyük bir kısmı elektromagnetik dalgalara ilişkin olan kavramlardır. Bugünün ve yarının elektrik mühendisleri bunları iyice tanımak zorundadır. Bu kitabın amacı, Elektrik-Elektronik Fakültelerinin lisans öğrencilerine söz konusu kavramları açıklamaktan ibarettir. Konunun işlenmesi, okuyucunun ilk dört yarıyıldaki matematik, fizik ve Elektromagnetik Alan Teorisi derslerinin öngördüğü bilgilere sahip olduğu kabul edilerek yapılmıştır. Kitabın bu yeni (beşinci) baskısındaki düzen 1975 ve 1981 yıllarındaki baskılarına göre oldukça farklıdır. Bu fark, bazı konuların "Alan Teorisi" dersi çerçevesinde ele alınmış olmasından ileri gelmektedir. -Prof. Dr. Mithat İdemen- (Önsöz)