Spektrum
 Elektromanyetik spektrumu gösteren diyagram |
 Gökkuşağındaki spektrum |
Spektrum belirli bir değerler kümesiyle sınırlı olmayan, ancak bir süreklilik boyunca adım olmaksızın değişebilen bir durumdur. Kelime ilk olarak optikte bilimsel olarak bir prizmadan geçtikten sonra görünür ışıkta renklerin gökkuşağını tanımlamak için kullanıldı. Işığın bilimsel anlayışı ilerledikçe, tüm elektromanyetik spektrum için geçerli olmaya başladı.
Spektrum, o zamandan beri optik dışındaki konulara analoji yoluyla uygulanmıştır. Bu nedenle, bir ilacın "siyasi görüş yelpazesi" veya "etki spektrumu" veya "otizm spektrumu" hakkında konuşulabilir. Bu kullanımlarda, bir spektrum içindeki değerler, tam olarak ölçülebilir sayılar veya tanımlarla ilişkilendirilmeyebilir. Bu tür kullanımlar, tartışma kolaylığı için tek bir başlık altında gruplandırılmış ve incelenmiş çok çeşitli koşulları veya davranışları ifade eder. Spektrum teriminin bilimsel olmayan kullanımları bazen yanıltıcı olabilir. Örneğin, tek bir sol-sağ siyasi görüş yelpazesi, insanların tüm siyasi inançlarını yakalayamaz. Siyaset bilimcileri, siyasi görüşü daha doğru bir şekilde karakterize etmek için çeşitli çift eksenli ve çok eksenli sistemler kullanırlar.
Spektrumun çoğu modern kullanımında, her iki uçtaki aşırılıklar arasında birleştirici bir tema vardır. Bu, eski kullanımda her zaman doğru değildi.
Fiziksel bilim
17. yüzyılda, spektrum kelimesi, beyaz ışık bir prizmadan dağıtıldığında gözlemlenen renk aralığına atıfta bulunan Isaac Newton tarafından optikte tanıtıldı. Kısa süre sonra bu terim, aynı zamanda bir spektral yoğunluk grafiği olarak da bilinen, frekans veya dalga boyunun bir fonksiyonu olarak ışık yoğunluğu veya gücün bir grafiğini ifade etti.
Spektrum terimi, bir sinyalin frekans, frekans spektrumu ve güç spektrumunun bir fonksiyonu olarak da ölçülebilen ses dalgaları gibi diğer dalgalara uygulanacak şekilde genişletildi. Terim şimdi, elektron spektroskopisindeki enerji veya kütle spektrometrisindeki kütle-yük oranı gibi sürekli bir değişken boyunca ölçülebilen veya ayrıştırılabilen herhangi bir sinyal için geçerlidir. Spektrum ayrıca, bağımlı değişkenin bir fonksiyonu olarak sinyalin grafiksel bir temsilini ifade etmek için kullanılır.
Elektromanyetik spektrum
Elektromanyetik spektrum, elektromanyetik radyasyonun tüm frekanslarının tam aralığını ve ayrıca o belirli nesne tarafından yayılan veya emilen elektromanyetik radyasyonun karakteristik dağılımını ifade eder. Elektromanyetik bir spektrumu ölçmek için kullanılan cihazlara spektrograf veya spektrometre denir. Görünür spektrum, elektromanyetik spektrumun insan gözüyle görülebilen kısmıdır. Görünür ışığın dalga boyu 390 ile 700 nm arasındadır. Bir kimyasal elementin veya kimyasal bileşiğin absorpsiyon spektrumu, düşük bir enerji durumundan daha yüksek bir enerji durumuna elektron geçişleri nedeniyle bileşik tarafından absorbe edilen gelen radyasyonun frekansları veya dalga boylarının spektrumudur. Emisyon spektrumu, daha yüksek bir enerji durumundan daha düşük bir enerji durumuna elektron geçişleri nedeniyle bileşik tarafından yayılan radyasyon spektrumunu ifade eder.
Birçok farklı kaynaktan gelen ışık, her biri kendi parlaklığına veya yoğunluğuna sahip çeşitli renkler içerir. Bir gökkuşağı veya prizma, bu bileşen renklerini farklı yönlere göndererek farklı açılardan ayrı ayrı görünmelerini sağlar. Frekansa karşı çizilen yoğunluğun bir grafiği (her rengin parlaklığını gösteren), ışığın frekans spektrumudur. Tüm görünür frekanslar eşit olarak mevcut olduğunda, ışığın algılanan rengi beyazdır ve spektrum düz bir çizgidir. Bu nedenle, düz çizgi spektrumları genellikle ışığı veya başka bir dalga fenomeni türünü (örneğin ses veya bir yapıdaki titreşim) temsil etsinler, genellikle beyaz olarak adlandırılır.
Radyo ve telekomünikasyonda, frekans spektrumu birçok farklı yayıncı arasında paylaşılabilir. Radyo spektrumu, elektromanyetik spektrumun 300 GHz'nin altındaki frekanslara karşılık gelen, yaklaşık 1 mm'den daha uzun dalga boylarına karşılık gelen kısmıdır. Mikrodalga spektrumu, 300 MHz (0.3 GHz) ile 300 GHz arasındaki frekanslara ve bir metre ile bir milimetre arasındaki dalga boylarına karşılık gelir. Her radyo yayını ve TV istasyonu, kanal adı verilen atanmış bir frekans aralığında bir dalga iletir. Birçok yayıncı mevcut olduğunda, radyo spektrumu, geniş bir frekans spektrumuna yayılmış, her biri ayrı bilgi taşıyan tüm tek tek kanalların toplamından oluşur. Herhangi bir belirli radyo alıcısı, zamana karşı tek bir genlik (voltaj) işlevini algılayacaktır. Radyo daha sonra tek bir kanal veya frekans bandı seçmek ve bu yayıncıdan gelen bilgileri demodüle etmek veya kodunu çözmek için ayarlanmış bir devre veya ayarlayıcı kullanır. Ayarlayıcının frekansına karşı her kanalın gücünün bir grafiğini yaparsak, bu anten sinyalinin frekans spektrumu olurdu.
Astronomik spektroskopide, soğurma ve emisyon çizgilerinin gücü, şekli ve konumu ile sürekliliğin genel spektral enerji dağılımı, astronomik nesnelerin birçok özelliğini ortaya çıkarır. Yıldız sınıflandırması, yıldızların karakteristik elektromanyetik spektrumlarına göre sınıflandırılmasıdır. Spektral akı yoğunluğu, yıldız gibi bir ışık kaynağının spektrumunu temsil etmek için kullanılır.
Radyometri ve kolorimetride (veya daha genel olarak renk biliminde), bir ışık kaynağının spektral güç dağılımı (SPD), bir ışık kaynağındaki her bir frekans veya rengin katkıda bulunduğu gücün bir ölçüsüdür. Işık spektrumu genellikle görünür spektrum boyunca noktalarda (genellikle 31), frekans alanı yerine dalga boyu alanında ölçülür, bu da onu kesinlikle bir spektral yoğunluk yapmaz. Bazı spektrofotometreler, artışları bir ila iki nanometre kadar ince ölçebilir. değerler, diğer spesifikasyonları hesaplamak için kullanılır ve daha sonra, kaynağın spektral özelliklerini göstermek için grafik haline getirilir. Bu, belirli bir kaynağın renk özelliklerini analiz etmede yardımcı olabilir.
Kütle spektrumu=
 Titan'ın iyonosferinin kütle spektrumu |
Kütle-yük oranının bir fonksiyonu olarak bir iyon bolluğu grafiğine kütle spektrumu denir. Kütle spektrometre cihazı ile üretilebilir. Kütle spektrumu, atomların ve moleküllerin miktarını ve kütlesini belirlemek için kullanılabilir. Tandem kütle spektrometresi moleküler yapıyı belirlemek için kullanılır.
Enerji spektrumu
Fizikte, bir parçacığın enerji spektrumu, parçacık enerjisinin bir fonksiyonu olarak parçacık sayısı veya parçacık ışınının yoğunluğudur. Bir enerji spektrumu üreten tekniklerin örnekleri alfa parçacığıdır.
Ayrık spektrum
Fizikte, özellikle kuantum mekaniğinde, bazı diferansiyel operatörler, değerler arasında boşluklar olan ayrık spektrumlara sahiptir. Yaygın durumlar arasında Hamiltonian ve açısal momentum operatörü bulunur.
Spektrogram
 Yunus seslendirmelerinin spektrogramı. |
Akustikte, bir spektrogram, zamanın veya başka bir değişkenin bir fonksiyonu olarak sesin frekans spektrumunun görsel bir temsilidir.
Bir ses kaynağının birçok farklı frekansı karışık olabilir. Bir Müzik tonunun tınısı, harmonik tayfı ile karakterize edilir. Çevremizdeki gürültü dediğimiz ses birçok farklı frekansı içerir. Bir ses sinyali tüm duyulabilir frekansların ses spektrumuna eşit olarak dağılmış bir karışımını içerdiğinde, buna beyaz gürültü denir.
Spektrum analizörü, müzik notasının ses dalgasını oluşturan frekansların görsel bir görüntüsüne dönüştürmek için kullanılabilen bir araçtır. Bu görsel ekran, akustik spektrogram olarak adlandırılır. Yazılım tabanlı ses spektrumu analizörleri düşük maliyetli olup, yalnızca endüstri profesyonellerine değil, aynı zamanda akademisyenlere, öğrencilere ve amatörlere de kolay erişim sağlar. Spektrum analizörü tarafından üretilen akustik spektrogram, müzik notasının akustik imzasını sağlar. Spektrogram, temel frekansı ve armonik tonlarını ortaya çıkarmanın yanı sıra, müzik notasının zamansal saldırısı, bozulması, sürdürülmesi ve serbest bırakılması için de yararlıdır.
Biyolojik bilim
Antibiyotik aktivite spektrumu, antibiyotik sınıflandırmasının bir bileşenidir. Geniş spektrumlu bir antibiyotik, çok çeşitli bakterilere karşı aktifken, dar spektrumlu bir antibiyotik, belirli bakteri ailelerine karşı etkilidir. Yaygın olarak kullanılan geniş spektrumlu bir antibiyotik örneği, ampisilindir. Dar spektrumlu bir antibiyotik örneği, Staphylococcus aureus gibi beta-laktamaz üreten Gram-pozitif bakterilere etki eden Dikloxacillin'dir.
Psikiyatride, spektrum yaklaşımı, bir dizi bağlantılı durumu tanımlamak için spektrum terimini kullanır ve bazen tekil semptomları ve özellikleri de kapsayacak şekilde genişler. Örneğin, otizm spektrumu nörogelişimsel bozukluklar olarak sınıflandırılan bir dizi durumu tanımlar.
Matematik
Matematikte, bir matrisin spektrumu, matrisin özdeğerlerinin çoklu kümesidir.
Fonksiyonel analizde, sınırlı bir operatörün spektrumu kavramı, matrisler için özdeğer kavramının bir genellemesidir.
Cebirsel topolojide, bir spektrum, genelleştirilmiş bir kohomoloji teorisini temsil eden bir nesnedir.
Sosyal bilim
 Kodlama (kırmızı solculuk ve mavi sağcılık) kullanan politik yelpazenin bir Nolan diyagramı. |
Sosyal bilimlerde, ekonomik spektrum, sosyal sınıfın aralığını ve bazı zenginlik veya gelir göstergelerini göstermek için kullanılır. Siyaset biliminde, siyasal tayf terimi, siyasi pozisyonları bir veya daha fazla boyutta, örneğin sağ ve sol kanadı içeren bir aralıkta sınıflandırma sistemini ifade eder.