Faraday Kafesi

Faraday kafesi iletken bir madde ile sarmalanmış kapalı bir alandır. Böyle bir alan dış statik elektrik alanlarını bloke eder. +’dan -‘ye doğru giden bir elektrik alanımız olsun:


Elektrik alanının içine iletken malzemeden yapılmış bir kutu koyalım:


Kutunun duvarlarındaki elektronlar elektrik alanına uygun olarak solda toplanacak böylece kutu duvarının solu -, sağı + olacaktır. Bu durumda kutu içinde oluşacak elektrik alanı dışardaki elektrik alanının tersi olacaktır:


İç ve dış elektrik alanları birbirini götürdüğünden kutu içindeki elektrik alanı olmayacaktır:


Peki kutu içinde elektrik alanı yaratırsak ne olur? Mikrodalga fırınlar tam da böyle çalışmaktadır:


Kutu duvarlarındaki elektronlar içteki elektrik alanının etkisiyle sol tarafa toplanacaklardır. Böylece kutunun solu -, sağı + olacaktır. Bu durumda kutu duvalarında kutu içindekine ters elektrik alanları oluşup birbirini yok edecektir. Böylece kutu içindeki elektrik alanı kutu dışına çıkamayacaktır.


Ancak hepimizin bildiği gibi mikrodalga fırınların her tarafı metal değildir, içerisini görebilmemiz için camdan penceresi vardır. O zaman içerdeki elektromanyetik dalgaların camdan geçip dışarı çıkması gerekmiyor mu? Camın içerisine araları 12 cm’den küçük iletken teller yerleştirilmiştir. Mikrodalga’da kullanılan elektromanyetik dalgaların boyu 12 cm civarındadır. Camdaki kafes aralığı 12 cm’den küçük olduğundan elektromanyetik dalgalar yukarda anlatıldığına benzer şekilde camdaki iletkenlerde yok olmaktadır. Görünür ışık ise elektromanyetik dalga olmasına rağmen geçmektedir çünkü görünür ışığın dalga boyu çok küçüktür (400-700 nanometre – metrenin 0.4 milyonda biri). Böylece mikrodalganın içindeki mikrodalga dışarı sızamaz, ancak biz fırının içini görebiliriz.

Benzer şekilde biz arabadayken arabaya yıldırım çarparsa yıldırımdaki elektrik enerjisi arabanın dış yüzeyinden geçer, içeri geçemez. Arabada pencereler olmasına rağmen yıldırımdaki elektrik enerjisinin dalga boyu pencerelerden büyük olduğundan içeri geçme olmaz. Yıldırımı görebiliriz çünkü yıldırımdaki görünür ışığın dalga boyu küçüktür.

Cep telefonları araba içinde çeker çünkü cep telefonlarının kullandığı dalga boyları araba camlarından küçüktür. Ama cep telefonunu alüminyum folyoya sararsak folyo Faraday kafesi etkisi göstereceğinden telefon çekmez. İnanmıyorsan dene gör. Bilime hoşgeldiniz :P