|
Yer Dalgaları
Ahmet ESER [email protected] |
Sesli Dinle
|
Haberleşme, insanoğlunun en temel ihtiyaçlarından biridir. Habîr (her şeyden haberdâr) olan Allah, birbirleriyle haberleşmesi için insanlara konuşma, duyma ve anlama nimetleri vermiştir. Herhangi bir vasıta olmadan, sadece sesinin yetişebileceği yere kadar haberleşebilen insanoğlu, teknolojinin gelişmesi ile binlerce kilometre uzakta bulunan insanlarla da haberleşme imkânına erişmiştir. Günümüzde haberleşme, kullanılan teknolojinin türüne göre değişik ortamlarda, değişik metotlarla gerçekleştirilmektedir. Bu haberleşme metotlarından biri, HF (high frequency – yüksek frekans) frekans bölgesinin üst bandından başlayarak VHF (very high frequency – çok yüksek frekans) ve UHF (ultra high frequency – oldukça yüksek frekans) bantlarında gök dalgalarıyla haberleşmedir (Şekil 1). Bu frekans aralığı, ancak alıcı veya vericinin ufuk ötesinde olmaması şartıyla kullanılabilir. Bu nedenle haberleşme ancak 50-100 km’lik mesafeler dâhilinde yapılabilir. İnsanların hizmetine verilen haberleşme vasıtalarından biri de, gök dalgalarını yansıtan iyonosfer tabakasıdır.1 HF frekans bandında, dar bir frekans aralığında yansıtıcı özellik gösteren bu tabaka, 30 MHz’in üstünde geçirgen özellik kazandığından, bu frekansın üstündeki haberleşmede kullanılamaz. İyonosfer tabakasından yansıyarak ilerleyen elektromanyetik gök dalgaları, vericiden alıcıya ulaşır. Bu tabakaya gönderilen radyo dalgasının çarpma açısı belli bir değerden düşük ise, bu dalga kırılırak iyonosfere girer. İyonosferi kullanarak radyo haberleşmesi ancak ‘kritik açı’ denen açıdan daha yüksek açılarda mümkün olmaktadır. Bu yüzden gök dalgası vasıtasıyla belli bir uzaklıktan sonraki mesafelerden haberleşme için iyonosfer tabakasından faydalanılır (Şekil 2). Bu durumda, ‘Ufuk ötesi mesafelerde olan bir vericiyle alıcı nasıl sağlıklı haberleşecektir? Antalya sahillerinde bulunan yer istasyonu, Malta açıklarındaki bir gemiyle nasıl irtibat kuracaktır?’ soruları akla gelmektedir. Bu problem ancak yer dalgaları kullanılarak aşılmaktadır. Yeryüzüne verilen ilginç bir özellik, insanoğlunu yer dalgalarıyla haberleşme imkânına kavuşturmuştur. Yer dalgaları, dünya yüzeyinde sürünüp ilerleyerek yakın(görüş açısındaki) ve ufuk ötesi haberleşmeye vesile olan radyo dalgalarıdır. HF frekans aralığında gök dalgalarının ulaşamadığı nokta ile ufuk çizgisi arasında kalan alıcılara (Şekil 2) ancak yer dalgaları ile ulaşılabilir. Bu özelliği anlamak için çok güçlü bir fenerden çıkan ışığı düşünelim. Eğer arazi düz ise, bu ışığı 10 km öteden dikkatli bir şekilde bakarsak fark edebiliriz; fakat 500 km uzaklıktan arazi düz olsa bile, bu ışığı fark edemeyiz. Çünkü Dünya, kürevî şeklinden dolayı eğimlidir ve ışık düz bir çizgi boyunca ilerlediği için görüş ötesinde bulunan 500 km uzaktaki noktadan sapmış olacaktır. Bilindiği gibi ışık çok yüksek frekanslı bir elektromanyetik dalgadır ve havada düz ilerler. Fakat yine bir elektromanyetik dalga olan HF frekansındaki yer dalgaları daha sonra detaylı açıklanacağı gibi eğilerek ilerlediği için 500 km ötedeki bu noktaya ulaşabilir (Aslında ışık, havanın çok küçük kırılma indisinden dolayı bir miktar sapar; fakat burada bu sapma ihmal edilebilecek kadar düşük seviyededir.) Şekil 3’te görüldüğü gibi, verici istasyondan yayılan yer dalgaları yeryüzeyinin kürevî eğimini takip ederek alıcı devrelere ulaşır. Bu dalgalar, denize açılan gemilerin birbirleriyle ve karadaki istasyonlarla haberleşmesinde önemlidir. Menzili deniz yüzeyinde 2000-3000 km’ye kadar çıkabilmektedir. Yer dalgaları elektromanyetik frekans spektrumunun HF frekans bandındadır (Şekil 4). Elektromanyetik dalgalar düşük yalıtkanlık gösteren ortamlarda daha hızlı ilerler. Vakumda -boşluk- yalıtkanlık en düşük olduğundan elektromanyetik dalgalar hızlı ilerler ve hızı ışık hızına (3x108 metre/saniye) eşittir. Havadaki hızı da boşluktaki hızına oldukça yakındır. Yer yüzeyinin yalıtkanlık (dielektrik) katsayısı da havaya nispeten daha fazladır. Bu sebeple yer dalgasının havadaki kısmı yere temas eden alt tarafına nispetle daha hızlı ilerler. Bir elektromanyetik dalga olan yer dalgasının yeryüzüne temas eden kısmı, toprakta bulunan minerallerden dolayı havadaki kısmından daha fazla bir iletkenlik görür. Bu, yere indüklenen akım miktarının daha fazla olmasına yani alt tarafın daha fazla enerji kaybetmesine sebep olur. Bu zahirî sebeplerden dolayı yer dalgası ilerledikçe eğilir ve yeryüzünün kürevî eğimini takip etmesine vesile olur, böylece ufuk ötesi haberleşmenin yapılması mümkün hâle gelir (Şekil 5). Yer dalgalarının daha uzak mesafelere ulaşabilmesi için yer yüzeyine dik şekilde kutuplandırılmaları gerekir. Bunun için çeyrek dalga boyuna sahip ve yer yüzeyine dik pozisyonda olan çubuk antenler kullanılır. Yer dalgalarının menzili yani vesile olduğu maksimum haberleşme mesafesi, ilerlediği yer yüzeyinin özelliğine göre değişir. Meselâ ihtiva ettiği tuzdan dolayı denizlerde karalara nispeten çok daha uzak mesafelerle haberleşme sağlanabilir. Burada tuzun önemi barındırdığı sodyum ve klorür iyonlarından kaynaklanır. Çünkü suyun iletkenliği tuzla artar. Ayrıca karada dağ tepe gibi yeryüzü şekilleri ve binalar sebebiyle bir zayıflama söz konusudur. Bu zayıflatma miktarı engelleyici cismin fizikî özelliklerine göre değişir. Zayıflayarak ilerleyen ve genlik modülasyonu ile bilgi taşıyan radyo dalgası alıcıya ulaşır ve demodülasyon ile bu bilgi elde edilir. Yer dalgasının zayıflaması birçok parametreye bağlıdır. Radyo dalgasının frekansı arttıkça dalga boyu küçülür, metre başına düşen zayıflatma miktarı artar. Dolayısıyla maksimum haberleşme mesafesi düşer2 (Şekil 6). (1 mil yaklaşık 1609 metredir, grafik kara haberleşmesi için verilmiştir.) Şekil 6’dan da anlaşılabileceği gibi, meselâ 30 MHz yerine 2 MHz’de yayın yapılarak 10 kat daha uzak mesafeyle haberleşme imkânına kavuşulabilir. Toprak yapısı, toprağın nemliliği, tarım arazisi veya bataklık olup olmaması gibi faktörler haberleşme mesafesine tesir eden diğer faktörlerdir. İnsanoğlunun vazifelerinden biri Cenab-ı Hakk’ın esmâsını anlamak ve bunlara uygun hareket etmektir. Allah’ın bize ihsan ettiği atmosferi, yeryüzeyini, elektromanyetik dalgaları kullanarak farklı haberleşme kanalları araştırmak ve var olanları geliştirmek, Habîr ismine riayetin bir gereğidir. Atmosferin ve yer yüzeyinin sayılamayacak kadar vazifesinin yanında, insanoğlunun haberleşme ihtiyacını karşılayacak yapıda da yaratılması, tefekkür ehline şüphesiz çok şey anlatmaktadır. Bitkilerin, hayvanların, dünyanın, atmosferin insanın bütün ihtiyaçlarını görür bir hâl almaları, Müheymin olan Rabb’imizi kendi lisanlarıyla anlatmalarından başka bir şey değildir. Dipnotlar 1. Sızıntı, Haziran 2004 2. Ground Wave Propagation Curves for Frequencies between 10 kHz-30MHz, ITU Radiocommunication Assembly |
|
