Spektrum

Gökkuşağındaki spektrum

Spektrum, özellikleri bir süreklilik oluşturacak şekilde birbiriyle örtüşen ilişkili fikirler, nesneler veya özellikler kümesidir. Spektrum kelimesi bilimsel olarak ilk kez optikte, görünür ışığın bir prizmadan geçtikten sonra oluşturduğu ve Türkçede tayf olarak da adlandırılan gökkuşağı renklerini betimlemek için kullanılmıştır. Işığa dair bilimsel anlayış ilerledikçe terim tüm elektromanyetik spektrumu kapsayacak şekilde uygulanmaya başlandı. Böylelikle spektrum, bir büyüklük aralığının (dalga boylarının) hem algılanan "gökkuşağı renklerini", hem de görünür ışık spektrumu dışındaki dalga boylarına karşılık gelen diğer özellikleri kapsayan bir nitelik aralığıyla eşleştirilmesi anlamına geldi.

Spektrum terimi o zamandan beri analoji (benzetme) yoluyla optik dışındaki konulara da uygulanmıştır. Bu nedenle, "siyasi görüş spektrumu"ndan (veya yelpazesinden), bir ilacın "etki spektrumu"ndan veya "otizm spektrumu"ndan bahsedilebilir. Bu kullanımlarda bir spektrum içindeki değerler kesin olarak ölçülebilir sayılarla veya tanımlarla ilişkilendirilmeyebilir. Bu tür kullanımlar, tartışma kolaylığı sağlamak amacıyla tek bir başlık altında toplanan ve incelenen geniş bir durum veya davranış aralığını ima eder. Spektrum teriminin bilimsel olmayan kullanımları bazen yanıltıcı olabilir. Örneğin siyasi görüşlere ilişkin tek bir sağ-sol spektrumu/yelpazesi, insanların siyasi inançlarının tüm çeşitliliğini yansıtmaz. Siyasal bilimciler, siyasi görüşleri daha doğru bir şekilde tanımlamak için çeşitli iki eksenli ve çok eksenli sistemler kullanırlar.

Spektrumun modern kullanımlarının çoğunda iki uçtaki aşırılıklar arasında birleştirici bir tema bulunur. Eski kullanımlarda bu her zaman geçerli değildi.

Etimoloji

Latincede spectrum sözcüğü "hayalet" anlamını da içeren "görüntü" veya "tezahür" anlamına gelir. Türkçedeki karşılığı olan tayf kelimesi ise Arapça طَيْف (ṭayf: hayalet, görüntü) kökenlidir ve Latince spectrum kelimesinin "görüntü, hayalet" gibi orijinal anlamlarıyla taşıdığı semantik benzerlik nedeniyle modern bilimsel terminolojide "spektrum" karşılığı olarak benimsenmiştir. Spektral kanıt (Spectral evidence), fiziksel olarak orada bulunmayan kişilerin hayaletleri tarafından yapılanlara dair tanıklık veya Şeytan'ın hayaletlerinin ya da görüntülerinin söyledikleri hakkında kulaktan dolma kanıtlardır. Bu kanıt türü 17. yüzyılın sonlarında Salem, Massachusetts'te çok sayıda kişinin cadılık suçlamasıyla mahkum edilmesinde kullanılmıştır. "Spektrum" kelimesi Goethe tarafından Renk Öğretisi'nde (Theory of Colors) ve Schopenhauer tarafından Görsel Algılama ve Renkler Üzerine'de (On Vision and Colors), kesin olarak hayaletimsi bir optik ardıl görüntüyü tanımlamak amacıyla kullanılmıştır.

"Spektro-" ön eki, spektrumlarla ilgili kelimeler türetmek için kullanılır. Örneğin spektrometre, spektrumları (tayfları) kaydetmek için kullanılan bir cihazdır ve spektroskopi, bir spektrometrenin kimyasal analiz amacıyla kullanılmasıdır.

Fiziksel bilimler

Elektromanyetik spektrumu gösteren diyagram

Fiziksel bilimlerde spektrum terimi ilk kez 17. yüzyılda Isaac Newton tarafından optik alanında, beyaz ışığın bir prizmadan dağılmasıyla gözlemlenen renk spektrumunu ifade etmek üzere kullanılmıştır. Kısa süre sonra bu terim, spektral yoğunluk grafiği olarak da bilinen frekans veya dalga boyunun bir fonksiyonu olarak ışık yoğunluğu veya gücünün bir grafiğini ifade etmeye başladı.

Daha sonra kapsamı, frekansın bir fonksiyonu olarak ölçülebilen ses dalgaları ve deniz dalgaları gibi diğer dalgaları da içerecek şekilde genişledi (örneğin, gürültü spektrumu, deniz dalgası spektrumu). Kapsam ayrıca, güç spektrumları analiz edilip işlenebilen daha soyut "sinyaller"i de içerecek şekilde genişletilmiştir. Terim günümüzde elektron spektroskopisindeki enerji veya kütle spektrometrisindeki kütle/yük oranı gibi sürekli bir değişken boyunca ölçülebilen veya ayrıştırılabilen her türlü sinyale uygulanmaktadır. Spektrum terimi ayrıca, sinyalin bağımlı değişkenin bir fonksiyonu olarak grafiksel gösterimini ifade etmek için de kullanılır.

Biyoloji bilimleri

Antibiyotik etki spektrumu antibiyotik sınıflandırmasının bir bileşenidir. Geniş spektrumlu bir antibiyotik çok çeşitli bakterilere karşı etkiliyken, dar spektrumlu bir antibiyotik belirli bakteri ailelerine karşı etkilidir. Yaygın olarak kullanılan geniş spektrumlu bir antibiyotiğe örnek olarak ampisilin verilebilir. Dar spektrumlu bir antibiyotiğe örnek ise, Staphylococcus aureus gibi beta-laktamaz üreten Gram pozitif bakterilere etki eden Dikloksasilin'dir.

Psikiyatride spektrum yaklaşımı, bazen tekil semptomları ve kişilikleri de içerecek şekilde genişleyen birbiriyle ilişkili bir dizi durumu tanımlamak için spektrum terimini kullanır. Örneğin, otizm spektrumu nörogelişimsel bozukluklar olarak sınıflandırılan bir dizi durumu tanımlar.

Matematik

Matematikte bir matrisin spektrumu, matrisin özdeğerlerinin oluşturduğu çoklukümedir.

Fonksiyonel analizde sınırlı operatör spektrumu kavramı, matrisler için özdeğer kavramının bir genelleştirmesidir.

Cebirsel topolojide spektrum, genelleştirilmiş eşbenzeti teorisini temsil eden bir nesnedir.

Sosyal bilimler

Siyasi yelpazenin, (solculuğun kırmızı, sağcılığın mavi ile kodlandığı) bir Nolan diyagramı

Sosyal bilimlerde ekonomik spektrum (veya yelpaze), belirli bir zenginlik veya gelir göstergesine göre toplumsal sınıf aralığını belirtmek için kullanılır. Siyaset biliminde politik spektrum (veya siyasi yelpaze) terimi, siyasi pozisyonları bir veya daha fazla boyutta, örneğin sağ kanat ve sol kanadı içeren bir aralıkta sınıflandıran bir sistemi ifade eder.