Işık Ödevi


23/3/2009 · Kategori: Isik

IŞIK

 

  Güneş, yıldızlar ve lambalar ışık yayarlar. Çevremizde gördüğümüz ağaçlar, masa ve sıra gibi diğer cisimler ışıksızdır.  Bunlar ışıklı cisimlerden aldıkları ışıkları yansıtarak görünürler. Çevre şartları değiştirilerek ışıklı cisimler ışıksız, ışıksız cisimler de ışık verir hale getirilebilirler. Mesela ışık veren bir elektrik ampulünün akımı kesilince ışık vermesi sona erer, ışıksız olan bir metal belli bir sıcaklık durumuna kadar ısıtılırsa akkor hale gelerek ışık vermeye başlar. Mum alevi de akkor bir ışık  kaynağıdır. Işık , bu kaynakların verdiği bir enerji şeklidir diyebiliriz. 

  Bir cismin görünebilmesi için o cismin ışık kaynağı olması gerekmektedir. Üzerine ışık düşen her madde bir ışık kaynağıdır ilkesini hatırlatıyor. Işık doğrusal yolla yayılır ve saniyedeki hızı 300 bin kilometredir.

 

Huyghens Kanunu:

  Verilen bir dalga cephesindeki tüm noktalar, dalgacıklar olarak adlandırılan küresel, ikincil dalgaları oluşturan birer noktasal kaynak olarak görev yaparlar. Bu noktalar, söz konusu ortamdaki dalgaların karakteristiği olan hızlarda dışa doğru yayılırlar. Belirli bir süre sonunda, dalga cephesinin yeni konumu dalgacıkların yüzey teğeti olur.

  

 İnce ve kalın kenarlı mercek:

Her iki yüzü küresel veya bir yüzü küresel diğer yüzü düzlem olan saydam cisimlere denir. Mercekler genel olarak kamera, teleskop, mikroskop gibi optik aletlerde kırılma yolu ile görüntü oluşturmak için kullanılırlar.

 



İnce kenarlı mercek:  Üzerine düşen paralel ışık demetini bir noktada toplayan merceklere yakınsak mercek denir.  Kenarları ince ortası kalın merceklerdir. Bazı mercekler de bir yüzeyi düz diğer yüzeyi tümsek şeklindedir.

İnce kenarlı mercekler, iki adet saydam kürenin şekil 7.1(a)’daki gibi kesişme bölgelerinden elde edilir. Böylece kenarları ince ortası kalın bir mercek elde edilmiş olur.

  

Kalın kenarlı mercek: Kalın kenarlı mercek Şekil 7.1(b)’deki gibi aralarında belli bir mesafe olan iki kürenin araları saydam bir madde ile doldurulması ile elde edilir. Kürelerin yarı çapları merceklerin merkez uzaklıklarını belirler. Merkez uzaklıklarının yarısı odak noktasıdır.

 

Üzerine düşen paralel ışık demetini bir noktadan geliyormuş gibi dağıtan merceklere ıraksak mercek denir. Kenarları kalın, ortası ince olan merceklerdir.

 

Optik (Asal ) eksen:

İki yüzeyi de küresel olan bir merceğin yüzlerinin merkezinden geçen doğru asal eksendir.

 

Optik merkez: Mercekte asal eksene paralel gelen ışık ışınlarının doğrultularını değiştirmeden geçtiği noktaya denir.

 

 Yansıma: Kaynaktan çıkarak homojen ortam içinde doğrular boyunca yayılan çok ince ışık demetine ışık ışını denir. Bir ışık ışını ayna gibi pürüzsüz bir yüzeye çarparak geri dönmesine düzgün yansıma,  ışık ışınları pürüzlü yüzeye çarparak  değişik yönlere yansımasına da dağınık yansıma denir. Birbirlerine paralel gelen ışık ışınları pürüzsüz bir yüzeyden yansır ise, yansıyan ışık ışınları yine birbirlerine paraleldir.  Pürüzlü bir yüzeyden yansırlarsa, yansıyan ışık ışınları birbirlerine paralel değillerdir.

 

Yansıma kanunları;

Gelen ışık, yansıyan ve normal aynı düzlemdedir.

Gelen ışığın normalle yaptığı açı ile yansıyan ışığın normalle yaptığı açı birbirlerine eşittir.

 

Kırılma:

Işığın yoğunlukları farklı saydam ortamlara geçişte yön değiş-tirmesidir. Işık; az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçerken normale yaklaşarak kırılır, çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçerken  normalden uzaklaşarak kırılır. Kırılmanın sebebi, ışığın değişik ortamlarda değişik hızlarla hareket etmesidir. 

 

Mutlak kırılma indisi:

Boşluktan bir maddeye geçen ışık ışını için gelme açısının sinüsünün, kırılma açısının sinüsüne oranı o maddenin mutlak kırılma indisidir. Kırılma indisi maddelerin ayırt edici bir özelliğidir. n ile ifade edilir, boyutsuzdur.

  

    Tablo: 7.1.Bazı maddelerin kırılma indisleri.

 

Madde

Kırılma indisi (n)

Hava

1,00029

Buz

1,31

Su

1,33

Gliserin

1,47

Cam

1,5 – 1,9

Elmas

2,42

 

Normal; ışık ışınlarının üzerine düştüğü saydam maddenin yüzeyi ile 90o’lik açı yapan bir doğrudur. Işık ışınları az yoğun bir ortamdan çok yoğun bir ortama geçerken, gelen ışığın normal ile yaptığı açı (q1), kırılan ışığın normali ile yaptığı açı (q2)’dan büyüktür. Bu durumda birinci ortamın kırılma indisi n1, ikinci ortamın kırılma indisi n2’den küçüktür.Bu kırılmanın bir diğer manası da, ışık ışınları birinci ortamda daha hızlı hareket ediyor, ikinci ortamda birinci ortama göre daha yavaş hareket ediyorlar demektir. (v1 > v2 )

 

Yorum (yok) Yorum yaz!

Işığın Oluşumu


23/3/2009 · Kategori: Isik

IŞIĞIN OLUŞUMU

 

  Çok eski çağlardan beri; bilim adamları, elektromanyetik tayf’ın dar bir  bölümündeki radyasyon formlarını, göz sayesinde algılayabildikleri için  buna ışık adını verdiler, ne olduğunu merak ettiler ve ilgi gösterdiler. Önceleri; Antik çağda, Yunanlılar zamanında, gözün, bakılan cisme  doğru ışık ışınları yaydığı düşünülürdü, Epikür görüntünün gözden  kaynaklanan resimlerden oluştuğunu ileri sürmüş, Platon ışığın bakılan  cisimlerden göze geldiğini iddia etmişti. Daha garip düşünceler de  mevcuttu; bunlar arasında, gözden fırlayan parçacıklar ile görme  sağlandığı düşüncesi de mevcuttu. Bu düşünceler Antik çağdan  17. y.y. kadar uzanan düşünceleridir. 1675 yılında ilk kez Danimarkalı astronom Römer ışığın hızı konusuna  eğildi, Jüpiter’in bir uydusunun gezegen arkasında kalma süresini  hesaplamakta olan Römer, bu sürenin gezegenin dünyaya uzaklığı  arttığında fazlalaştığını farketti ve bunun ışığın daha çok yol katetmesi  ile ilgili olduğunu düşünerek ışığın hızı konusuna dikkati çekti. Newton 1704'de ışık deneyleri ile ilgili çalışmalarını yazdığı  ‘Optics’  kitabını yayımladı. Newton ışık ile ilgili olarak çalışırken, Hollanda'da  Cristian Huygens bir teori geliştiriyordu ve ilk bilimcilerin tersine ışığın  parçalardan değil dalgalardan meydana geldiğini öne sürüyordu. O da Decartes, Newton ve daha başkaları gibi çok ince ve elastik  nitelikte olan ve  ışığın yayılmasını sağlayan bir ortamdan bahsediyordu,
bu madde tüm uzayı baştanbaşa dolduruyordu ve bu ortam ışık  dalgalarının yayılmasını sağlıyordu. Daha sonraları eter veya esir  denen ve varlığı ile ilgili pek çok çalışma yapılan sonunda yokluğuna  karar verilen daha doğrusu tespitinin mümkün olamayacağı ispatlanan 
bir madde idi bu. Huygens'in çalışmaları her ne kadar Snell'in kırılma  yasalarını destekliyorsa da, ışık düz gidiyor ve köşeleri dönmüyordu. Bu sıralarda ışık için kafa yoranlardan biri de Robert Hooke idi. O da ışığın eğri dalgalardan olduğu gibi bir varsayım geliştirmişti.

  Newton'un parçacık teorisi ile Huygens'in dalga teorisi arasındaki  kavgayı o yıllarda tüm ağırlığınca hissedilen Newton'un Otoritesi  kazandı. Öyle ki: Dönemin ünlü bir bilim adamı Newton için ‘Acaba  onun da bizim gibi yeme, içme, uyuma gibi ihtiyaçları var mı?’ diye 
sormaktan kendini alamamıştır. 19. yüzyılda Thomas Young ortaya çıktı ve dalga teorisine ağırlık  kazandırdı, o güne kadar dalga teorisi ile açıklanamayan kırınım  ve keskin gölge olayına, yeteri kadar kısa dalga uzunluklarında ışık  hem düz gidebilir hem de keskin gölge yapabilir diyerek açıklık getirdi, girişim yasalarını açıkladı ve ışığın dalga uzunluğunu öçtü. Bu arada  Fresnel adında bir Fransız bilim adamı kırınım olayını başarı ile  açıkladı ve dalga teorisi güçlendi.

  Daha sonraları Fizeau, Foucault, Michelson ışık hızı ile ilgili deneyler  yaptılar. Michelson 299.770 km/sn olarak ışık hızını belirledi. (Boşlukta  ışık yayılma hızı 299.793 km/sn'dir.) Boşluk ışık hızı, kırılma indisine  bölünerek o ortamdaki ışık hızı bulunur. Havanın kırılma indisi 1,0003'tür o halde hava içinde ışık hızı 299.703 km/sn olarak bulunur.
  Elmasın kırılma indisi 2. 42 dir o halde ışık hızı elmas içinde  124 .000 km/sn dir.

Clerk Maxwell  19. yüzyıl ortalarında elektromanyetik dalga kuramını  geliştirdi ve elektromanyetik dalgaların ışık hızında hareket ettiğini  gösterdi, o halde ışık da bir elektromanyetik dalga formunda olabilirdi. Ayrıca daha başka elektromanyetik radyasyon formlarının da  varlığı araştırılmalı idi.

  Işığın dalga formu 20. yüzyıl başlarına kadar ön planda oldu. 1900 yılında Max Plank‘ın kara cisim ışımasına ait kuramsal  çalışması yayınlandı ve sonuçta Plank enerjinin, enerji paketçikleri  olarak yayıldığını ortaya koydu ve bu paketçiklere ‘Quanta‘ adını  verdi. Enerji quantumları
 E= hxf  olarak formülize edilmekteydi.  Bu teori de ki ‘h’  ifadesi doğanın değişmezlerinden biri olan  Plank sabitini ifade etmektedir ve 6.62x10-34 joule/sn'dir. Quantum  teorisi ile dalga teorisi sarsılmadı ama, doğanın sürekliliği yasası  yara aldı.‘Natura non facit saltus‘ sallanmaya başlamıştı.  1905 yıllarına gelindiğinde Einstein‘ın Fotoelektrik Etki Teorisi  Quantum teorisini doğruladı. Daha sonraları ‘Tanrı zar atmaz' diyerek quantum teorisini kabullenmekte zorlanan Einstein’ın, özel rölativite kuramı ile; bizim evrenimiz için ışık hızının sınır olması ve ışık hızına erişilememesi, evrenin sınırlarını ortaya koydu. Yine; çekim alanından geçen ışığın sapması varsayımının deneylerle  doğrulanması, ışığın parçacık teorisini güçlendirdi. Planck ın  E=hxf  olarak ortaya koyduğu formül,quantum denen enerji paketi ile ışığın frekası arsındaki ilişkiyi ortaya koymakta idi. Işık artık enerji  paketçikleri idi. Einstein Foto - Elektrik Etki olayını açıklarken ışığın foton adı verilen enerji parçacıkları olduğunu gösterdi. Bu sıralar Niels Bohr adında bir Danimarkalı bilim adamı ortaya çıktı  ve yeni bir atom modeli ortaya koydu. Bu modelde elektronlar  çekirdek etrafında belli yörünge seviyelerinde olabilirdi ara seviye  söz konusu değildi. Elektronların bu seviyeler arasında sıçraması  söz konusu idi. Daha sonraları pek çok bilim adamının; dalga mekaniği, istatiksel mekanik konularında yaptığı çalışmalarla quantum teorisi dev  adımlarla ilerledi. Bunlar arasında Heisenberg, Pauli, Landau, Born, Dirac gibi fizikçiler vardı. 1950 yıllarından sonra, elementer parçacıklar konusunda yapılan  çalışmalar ve atomun yapısı ile ilgili yeni buluşlar 4 çeşit madde  etkileşimleri olduğunu ortaya koydu. Bunlar Kütlesel Çekim, Elektromanyetik, Zayıf Etkileşim ve Güçlü Etkileşim olarak tanımlandı.    
  Elektromanyetik etkileşimle bağlantılı olan gluon'a foton adı verildi. Yani 1905 de Einstein'ın ortaya koyduğu ışık parçacığı. Bu konu ile ilgilenen Quantum elektrodinamiği; elektromanyetik alanın  yani ışığın gluon'unun foton olduğunu söyler. Foton kütlesi '0' olan ve  elektrik yükü '0' olan bir gluon'dur. Özel Rölativite'nin ortaya koyduğu  ışığın çekim alanında sapması olayı bize foton adı verilen bu  parçacığın bir kütlesinin olduğunu söylemektedir keza ışık basıncı'nın  olması da fotonun bir kütlesi ve momentumu olduğunu gösterir. O halde ışık hızında, foton'un bir kütlesi vardır. Her ne kadar rölativistik olarak düşünüldüğünde, hiçbir kütle ışık  hızına ulaşamaz, rölativistik kütle artış formülünde, bir kütlenin ışık  hızına ulaşması durumunda kütlesi sonsuz olur. Sonsuz bir kütle  sonsuz enerji demektir, bu da mümkün değildir. Peki o halde  fotonlar nasıl olup da ışık hızında gidebilmektedirler? Rölativistik olarak bir kütlenin ışık hızına ulaştırılamaması fotonlar  için geçerli değildir; çünkü foton öncelikle sükünet kütlesi '0' olan  bir quantadır. Sükünet kütlesinin '0' olması da fotonun özel halini  tam olarak açıklamamaktadır ve bir belirsizlik vardır ki bu kütle artış  formülünde v = c alındığında  sükünet kütlesi '0' olan foton'un  kütlesi  belirsiz olarak bulunur . Bu çelişki ancak şimdilik bu formülün  fotonlara uygulamaz demesi ile unutulmaya çalışılmaktadır. Pratikte biz ışık diye elektromanyetik tayfın görünen ışık kısmındaki,  elekromanyetik  dalgaları içeren dar bir bölümününden bahsederiz; çünkü görsel olarak bu bölümün algılanması göz sayesinde kolayca  başarılır. Bunun dışında olan elektromanyetik dalgalar çeşitli cihazlarla  görülür hale getirilerek veya etkileri belirlenerek algılanır. "Işık nedir?" sorusunun cevabı etrafındaki kavga artık sona ermiş  durumdadır. Işık hem dalga hem parçacıktır yani kimilerinin deyimi  ile ‘wavicle’ dır. Yani kimi zaman particle (parçacık)  kimi zaman wave (dalga).

 

 

Işık Kaynakları

-Doğal ışık kaynakları:

-Yapay ışık kaynakları:

-Eskiden kullanılan ışık kaynakları

 

-Doğal Işık Kaynakları

Güneş,

Yıldızlar ve.

Ateş böceği.

 

Yapay Işık Kaynakları

Mum,

Petrol lambası,

Elektrik lambası,

Bütan gazı lambası.

 

Eskiden Kullanılan Işık Kaynakları

Çıra,

Odun,

Mum,

Kandil ve

Gaz lambası.

 

Işığın Yansıması

 

Yansıma: Işık ışınlarının bir yüzeye çarpıp geri dönmesine yansıma denir.

İki tür yansıma vardır.

Düzgün yansıma

Dağınık yansıma


Düzgün Yansıma

Işığın çarptığı yüzey parlak ve pürüzsüz ise “Düzgün Yansıma” oluşur.

Dağınık Yansıma

Işığın çarptığı yüzey pürüzlü ise “Dağınık Yansıma” oluşur.

 

Aynalarda Görüntü

Çok iyi parlatılmış düzgün yüzeylere ayna denir.

Aynalar ikiye ayrılır.

Düz aynalar
Küresel aynalar

-Çukur ayna

-Tümsek ayna

 

Yorum (yok) Yorum yaz!

Işığın Renklerine Ayrılması ve Işık Hızı


23/3/2009 · Kategori: Isik

                        IŞIĞIN RENKLERİNE AYRILMASI

     Beyaz ışın demeti bir cam prizmadan geçerken en az kırmızı en çok da mor ışık sapmaya uğrar.Bu kırılma farklılığı prizmanın geometrik yapısından   değil kırılma indisinden kaynaklanır.    Beyaz ışık adıyla da bilinen güneş ışığı çözüldüğünde  dalga boyu sırasına göre büyükten küçüğe doğru kırmızı, turuncu,sarı,yeşil, mavi ve mor renkler ortaya çıkar.Bu renklerden kırmızı, yeşil ve mavi birleştiğinde beyaz renk elde edilir.Bu renkler ana renklerdir.Sarı  magenta ve cyan İkincil( ara ) renklerdir.

  Kırmızı + Yeşil= Sarı      Kırmızı + Mavi = Magenta      Mavi + Yeşil   = Cyan     Spekturum serisindeki diğer renkler bu renklerin karışımıyla elde edilir.Kırmızı ile yeşilin karışımı sarıyı,  mavi ile kırmızının karışımı magentayı(çingene pembesi)ve mavi ile yeşilin karışımı ise cyanı(  turkuaz)(siyanür rengi) oluşturur.    Karışımları beyazı veren iki renge tamamlayıcı renkler denir.

             Kırmızı +Cyan=Beyaz             Yeşil+ Magenta=Beyaz      Mavi+Bileşik sarı=Beyaz

 

Cisimlerin  Işığı Yansıtması ve Renkli Görünmesi:

  Saydam olmayan bir cismin üzerine güneş ışığı(beyaz ışık) düşürülür ise:

     A)Cisim renklerin tamamını yansıtıyorsa beyaz görünür.Beyaz cisim  üzerine düşen tüm renkleri yansıtır.

     B)Cisim renklerin tümünü soğuruyorsa yada hiç birini yansıtmıyorsa görünmez.Siyah cisimler üzerine düşen ışığın  hiçbir rengini yansıtmadığı için  siyah görünür.

    C)Cisim renklerden hangisini yansıtıyorsa o renkte algılanır.Yansıtılan birden fazla renk varsa cisim o renklerin karışımında görünür.

   Beyaz   ışık altında kırmızı görünen bir cisim ,üzerine düşen beyaz ışığın kırmızı rengini yansıttığı için kırmızı görünür.Beyaz ışık yerine sarı, yeşil,mavi, veya mor ışık altında bakıldığında, siyah  görünür.Kırmızı, yeşil ve maviden oluşan ana renkler, üzerine düşen beyaz ışığın yalnız kendi renklerini yansıtır.Örn:sarı bir  cisim üzerine düşen beyaz ışığın sarısı ile birlikte kırmızı ve yeşilini de yansıtır ve cisim bu nedenle bu renklerin karışımında görülür.

    Yansıma olayında renk bütünlüğü ton ile de ilgidir.Sarıya yakın bir yeşile sahip cisim üzerine düşen beyaz ışığın yeşil rengiyle birlikte biraz da sarı rengini yansıtır.Ancak baskın olan yeşil olduğu için yeşil görünür.

    Kırmızı ışık altında  kırmızı görünen bir cisim ya kırmızı renktedir yada beyazdır.Bu nedenle  bu cisme örn mavi ışık altında bakılırsa cisim ya siyah algılanır(asıl olarak görülmez) yada mavi görünür.Cisim gerçekte kırmızı ise mavi ışık altında siyah,cisim gerçekte beyaz ise mavi ışık altında mavi görünecektir.

     Sarı ışık altında sarı görünen bir cisim ya sarı renktedir yada beyaz Cisim beyaz renkte ise örn kırmızı ışık altında kırmızı görünürken cisim gerçekte sarı renkte  ise yine kırmızı ışık altında  bu kez kırmızı görünür.Bu sarı cisim örn yeşil ışık altında yeşil renkte görünür.sarı renk  kırmızı ile yeşilin bileşimi idi ,bu bakımdan sarı cisim

Üzerine düşen kırmızı ve yeşil ışıkları yansıtır.

 

      Işığın Saydam Maddelerden Geçişi:(Filtreden geçişler):

    Renkli  saydam maddeler,üzerine düşen ışık içinden kendi rengindekini baskın şiddetle, komşuluğundakileri zayıf şiddetle geçirip öteki renkleri soğurulur

    Beyaz ışık bileşik sarı, magenta, cyan süzgeçlerin oluşturduğu bir sistemde tamamen soğurur

Üzerine beyaz ışık gönderilen cyan ve sarı süzgeçler sisteminden Yeşil; sarı ve  magenta süzgeçler sisteminden kırmızı;cyan ve magenta süzgeçler sisteminden mavi renk  ışık geçer.

    Cisim ışığın tamamını geçiriyorsa  bu renklerin karışımında yani saydam görünür.

 

 

          IŞIK HIZI

Bundan birkaç yıl önce bilim dünyası ilginç bir haberle çalkalanmıştı. Bu habere göre, bir grup bilim adamı laboratuvarda “soğuk fizyon olayını” gerçekleştirmeyi başarmışlardı. Bilindiği gibi füzyon (kaynaşma); (Hidrojen gibi) bazı hafif atom türleri çekirdeklerinin, milyonlarca derece sıcaklıklar altında birleştirilerek (Helyum gibi) daha ağır atom çekirdeklerinin meydana getirilmesi olayına verilen isimdir. Burada, olay öncesi reaksiyona giren atom çekirdeklerinin toplam kütlesi, reaksiyon sonrası oluşan atom çekirdeğinin kütlesinden bir miktar fazla olmakta ve bu kütleler farkı E=m.c2 denklemine uygun olarak enerjiye dönüşmektedir. Açığa çıkan bu enerji, atom çekirdeklerini oluşturan parçacıkları bir arada tutan kuvvetlerle ilgili olduğundan, bu enerjiye bağlama enerjisi adı verilmektedir. (Güneşin merkezinde her saniye 657 milyon ton Hidrojen, 652,5 milyon ton Helyuma dönüşmekte, bu esnada 4,5 milyon ton kütle, enerji olarak açığa çıkmaktadır.) Güneşin ve diğer yıldızların merkezlerinde doğal olarak gerçekleşen ve bunların yaymakta oldukları enerjinin kaynağını teşkil eden füzyon olayının reaktörlerde kontrollü olarak gerçekleştirilip dünyamızın gelecekteki enerji ihtiyacının çok büyük ölçüde karşılanabilmesi için yoğun çabalar sarfedilmektedir. Ancak, elektronlarını kaybetmiş atom çekirdeklerinden oluşan ve plazma adı verilen, elektrik yönünden aktif milyonlarca derece sıcaklıktaki reaksiyon kütlesini, manyetik alanlar yardımıyla, içinde bulunduğu kabın çeperlerine değmeyecek şekilde uzun süre boşlukta tutulabilmenin yarattığı teknik sorunlar henüz aşılamadığından, şimdilik füzyon enerjisinden istifademiz mümkün olamamaktadır. İşte bu nedenle, füzyon olayının yüksek ısılara ihtiyaç duyulmadan gerçekleştirilebildiği haberi bilim çevrelerinde büyük yankılar yaratmıştır. Aslında, bilinen fizik kanunlarına ters düşen bu iddia üzerine, bu konuda daha sonra yapılan detaylı incelemeler, deney sonuçlarının yanlış yorumlandığını ortaya koymuş ve konu gündemden kalkmıştır.

İçinde bulunduğumuz günlerde de, bilim aleminde, yine çok ilginç bir konu gündeme getirilmiş bulunmaktadır. Medyada yer alan bir habere göre; bir laboratuvarda, evrende limit hız olan ışık hızının 300 katı hızlara ulaşılmıştır. Deney sonuçları, eğer bu şekliyle gerçek ise, mutlak şekilde, insanlık tarihinin (dünya görüşümüzü temelden etkileyecek) en büyük buluşu olmaya adaydır. Ancak, çok büyük bir ihtimalle, yine bir yerde, bir şey yanlış yapılmakta, yanlış ölçülmekte, ya da yanlış yorumlanmaktadır. Zira, varıldığı ileri sürülen sonuç, fizik biliminin deneylerle büyük ölçüde doğrulanmakta olan günümüz evren görüşüne taban tabana zıt bulunmaktadır. Buna rağmen, zayıf bir ihtimal de olsa (bu deneyi yapanlar da bilim adamı olduklarına göre, çalışırlarken kılı kırk yarmış olmalıdırlar.) önümüzdeki günlerde, belki deney sonuçlarını bu gün genel kabul görmekte olan teorilerle telif etmek te mümkün olabilecektir.

Işıkla ilgili konularda gerçekten garip olan, modern bilim tarafından ışığın hızının evrende aşılamayacak en büyük hız olarak kabul edilmiş olmasıdır. Boş uzayda, saniyede yaklaşık 300.000 km. olan ışık hızı ilk defa, 1849 yılında Fransız fizikçisi Fizeau tarafından, bir ayna/dişli çark sistemi kullanılarak ölçülmüştür. (Daha sonra yapılan hassas ölçmelerin sonucunda; ışığın boşluktaki hızı saniyede 299.792,5 km. olarak bulunmuştur. Işığın yayılma hızı, içinden geçtiği ortama göre farkıllık gösterir.) Buna göre mesela, ışık güneşten dünyamıza yaklaşık 8 dakikada ulaşır. Yani, güneş herhangi bir nedenle bir anda genişlemeye başlasa (hiç bir etki ışıktan hızlı yayılamayacağına göre) biz bunu ancak 8 dakika sonra fark edebileceğiz. Sistemimize en yakın yıldız olan Kentaurus Burcu’nun Alfa’sından şu anda yola çıkan bir güçlü patlama ışığı, saniyede 300.000km. katetmek suretiyle yaklaşık 4.5 sene sonra tarafımızdan görülebilecektir. Halen, çok güçlü teleskoplarla, ışığı bize 11 milyar yılda ulaşabilen gök cisimleri tesbit ediliyor. Bir başka ifadeyle biz bu cisimleri 11 milyar yıl önceki halleri ile görüyoruz, belki onlar şu anda orada değiller, oradalarsa da görünümleri herhalde çok değişmiş olmalıdır. Onlardan bize haber taşıyan ışığın hızının sonlu ve limitli olması nedeniyle, evrende “şu an” diye bir kavramın hiç bir pratik değeri de bulunmuyor. Geceleri çıplak gözle görebildiğimiz bütün yıldızlar, samanyolu içinde yer alırlar. Yan yana duran iki yıldız (şayet biri biri etrafında dönen ikili bir sistem değilseler) dünyamıza farklı uzaklıktadırlar. Dolayısıyla biz aslında onlardan birinin mesela 10 yıl, diğerinin 1000 yıl önceki görüntülerine bakıyoruz demektir. Bir başka ifade ile samanyolu’nun çapı 100.000 ışık yılı olduğuna göre (1 ışık yılı, ışığın 1 yılda aldığı yolun km. cinsinden değeridir), biz geceleri bir zaman tüneline bakmaktayız denilebilir. (Bu arada, bilim adamları daha büyük teleskoplar yaparak evrenin 14 milyar yıl önceki doğum anını görebilmeyi ümid ediyorlar.)

Aslında, ışıkla ilgili olarak bu yazıya vesile teşkil eden söz konusu deneydeki gibi (fizikte devrim yaratacak şekilde) daha enteresan bir sonuçlar veren bir başka deney de 1880’li yıllarda Michelson ve Morley adlarında iki fizikçi tarafından yapıldı. Bilim tarihine Michelson-Morley deneyi olarak geçen bu çalışmanın amacı, uzayda (o yıllarda, bütün evreni doldurarak ışık dalgalarını ilettiği kabul edilen ve ‘esir’ adı verilen ortama göre) dünyanın hızını saptamaktı. Yine bir dizi ayna kullanılarak yapılan bu deney sırasında uzayda, uzayda dünyanın hareketi yönünde yer alan bir kaynaktan gelen ışığın hızı ölçülecek ve saniyede 300.000 km.’nin üzerinde bulunacak (+) değer, dünyanın uzaydaki hızına tekabül edecekti. Gerçekten de, günlük hayatımızda kazandığımız tecrübeler, bunun böyle olmasının gerektiği sonucunu verir. Örneğin, karayollarında karşıdan gelen bir araca göre hızımız, içinde bulunduğumuz aracın hızı ile gelen aracın hızının toplamına eşit olmalıdır. Önümüzde giden bir araca göre hızımızı bulmak için ise, her iki aracın hızlarının farkı alınmalıdır.

Deneyde kullanılan aygıtlar son derece hassastı ve ölçümler ışık dalgalarının girişim özelliğinden yararlanılarak yapılacağından, normal olarak sağlıklı bir sonuç alınması bekleniyordu. Ancak deney çok olağan dışı bir sonuç verdi. Defalarca tekrarlandı, sonuç değişmedi; ışığın hızı her seferinde saniyede 300.000 km. olarak bulunuyordu. Bundan çıkan sonuç; dünyanın hareket etmediği anlamına gelmekteydi ki, bu sağduyuya ve dünyanın en azından güneşin etrafında dönmekte olduğu gerçeğine aykırıydı. Olaya izah getirebilmek üzere çeşitli yorumlar yapıldı. Dünyanın çevresindeki esir tabakasını beraberinde sürüklediği, dolayısıyla uzaydan gelip bu tabakaya ulaşan ışığın hızının izafi olarak 300.000km./saniyede kalmasının doğal olduğu ileri sürüldü, ışık hızına yakın büyük hızlarda ölçü çubuklarının boylarının hareket doğrultusunda mekanik olarak kısaldığı iddia edildi. Fakat bunların hiç biri doyurucu bulunmadı. Konu tam bir çıkmaza girmişken Einstein farklı bir yaklaşımla ortaya çıktı ve deneyin neresinde yanlış yapıldığı sorusuna takılmadan, sağ duyuya aykırı olmasına rağmen sonucun kesinlikle doğru olduğunu kabul etti. Bu kabulden yola çıkan Einstein, önce özel ve daha sonraları genel görecelik teorilerini vaz etti. Einstein’a göre günlük ortamda karşılaştığımız hızlar için pratik olarak doğru kabul edilebilecek hızların toplamı prensibi, ışık hızına yakın hızlara uygulanamaz. Işık hızı evrende ulaşılabilecek en büyük hızdır. Bir ışık kaynağına doğru saniyede 200.000 km. hızla gitseniz dahi, yapacağımız ölçümlerde karşıdan gelen ışığın hızını yine saniyede 300.000 km. olarak bulursunuz. Bunun neden böyle olduğunu ise, Einstein dahil kimse izah edemez. Ancak bu böyle kabul edildiği takdirde bir çok doğa olayını açıklamak imkanı doğar. Işık hızının limit hız olmasının kabulü ile şu sonuçlara varılmıştır; hareket eden bir cismin kütlesi (çok büyük hızlar söz konusu olduğunda fark edilebilecek şekilde) hıza bağlı olarak artmaktadır. Kütle ile hız arasındaki ilişkiyi veren rölativistik denklemde hareket eden cismin hızının hanesine ışık hızını yazdığımızda denklemdeki payda sıfır olmakta, pay’daki değerin sıfıra bölümü sonsuz edeceği için, ışık hızında hareket edecek bir cismin kütlesinin sonsuz olması gerektiği ortaya çıkmaktadır. Kütlesi sonsuz büyük olan bir cismi hareket ettirmek için sonsuz enerji gerekeceğinden, ışık hızının neden aşılamayacağı kolaylıkla anlaşılmaktadır. Öte yandan hız çok büyük değerlere ulaştığında zamanın akış hızı yavaşlamaktadır. Bu konuda vaz edilen rölativistik denkleme göre, ışık hızında hareket etmeye çalışacak hayali bir uzay gemisinde zaman akmayacaktır. Bir cismin ışık hızında seyahat yapması imkansız olsa da gelecekte uzay gemileriyle, bu hıza çok yaklaşılacağı muhakkaktır. Bu takdirde zaman akış hızının azalmasının ilginç bir sonucu olarak, böyle bir gemiyle yolculuğa çıkacak astronotlar, dünyada kalan akrabalarına göre daha geç yaşlanacaklardır. Bu gerçek daha şimdiden, yerde kalan ve uzaya gönderilen atom saatleriyle yapılan deneylerle doğrulanmıştır. Şu anda yeryüzünde de rölativistik hızlara ulaşılmaktadır. Atomik parçacıkların bilimsel amaçlarla hızlandırılarak biri biriyle çarpıştırıldığı akseleratörlerde, çok büyük hızlara varılmaktadır. Bu hızlarda ortaya çıkan rölativistik etkileri dikkate almadan, bu tip parça hızlandırıcılarını gerçekleştirip çalıştırmak mümkün değildir. (Son günlerde bu konuda ilginç bir görüş ortaya atılmış bulunmaktadır; bu tip deneyler sırasında ışık hızına çok yakın değerlerde sonsuz kütle artımına yaklaşılabileceği, bu takdirde dünyanın dengesinin bundan etkileneceği iddia edilmekte ve bu deneylerin çok ileri götürülmemesi tavsiye edilmektedir.)

Rölativistik evren anlayışının en önemli sonuçlarından biri de kütle ile enerji arasındaki ilişkinin sade bir denklemle tarif edilmiş olmasıdır. Kütle tümüyle çözülüp enerjiye dönüşebilir. Bu takdirde açığa çıkan enerji miktarı; söz konusu kütle miktarının, ışığın hızının karesi ile çarpımına eşittir ki bunun örneğini yukarıda füzyon bahsinde görmüştük.

Son olarak varsayalım ki herhangi bir şekilde ışıktan hızlı gidebilen bir uzay gemisine sahibiz. Bu gemi yerdeyken, bizim bilgimiz haricinde, bir kaç dakika arayla üç atom bombası patlatılmış olsun. Bunun hemen akabinde bu aracımızla biz de uzaya yükselelim. Hızımız ışık hızından büyük olduğu için önce en son patlamış olan bombanın ışığını görür, yanından geçeriz, sonraki ikinci bombanın ve en sonunda ilk patlayan bombanın ışıklarını yakalar, geçeriz. Artık bize göre bombaların patlama sırası 3, 2, 1 olacaktır. Bir başka ifade ile bizim için zaman tersine çevrilmiş demektir ki, bunun bilimsel bir mantığı olamaz.

Neticede görülmektedir ki ışık hızının sabit olduğu kabulünden yola çıkılarak çizilen evren resmi (şimdilik bilinenlerin çerçevesi içinde) tutarlı bir resimdir. Şayet bir laboratuvarda yapılan deneylerde ışık hızı gerçekten aşılmış ise, şimdi bu resmi yeniden çizmek gerekecektir.

 

 

                                  

Yorum (yok) Yorum yaz!

Işık Kirliliği


23/3/2009 · Kategori: Isik

Işık Kirliliği

 

Günümüzde, şehirde veya şehir yakınlarında yaşayan insanlar geceleri gökyüzündeki yıldızların çoğunu görememektedirler. Şehirde yaşayan nüfusun hızla artmasıyla, açık alan aydınlatmaları yapılmaya başlanmıştır. Bunun sonucu olarak gökyüzüne yayılan ışığın miktarı artmıştır. Ancak şehirden yeterince uzaklaşıldığında Samanyolunu ve pek çok yıldızı görebilmek mümkün olabilmektedir. Gökyüzünün aydınlatılmasının çevreye zarar verdiği ve doğal mucizelerden biri olan evreni görme hakkını engellediği bilinen bir gerçektir.

Kentlerdeki gök ışıklılığı amatör ve profesyonel astronomi için ciddi bir tehdittir. Çevreyi ve astronomik araştırmaları olumsuz yönde etkileyen gökteki ışıklılığa ışık kirliliği adı verilmektedir. Gökyüzünün aydınlatılmasıyla geceleri insanların güvenliği açısından artış sağlanmadığı gibi, boşa harcanan ışık enerjisi kamaşmaya, enerji israfına ve bunların sonucu olarak doğal kaynakların tahribine sebep olmaktadır.

Işık kirliliğinin kontrolünde en büyük problem, ışık kirliği kavramından haberdar olunmamasıdır. Dış aydınlatmanın özenli yapılması ile ışık kirliliğinin önüne geçilebilir. Alınabilecek önlemler arasında, geceleri yapılan  aydınlatmanın ancak çok gerekli ise yapılması, varlık algılayıcılarının veya zaman sayaçlarının kullanımının yaygınlaştırılması, ışığın gökyüzüne değil yere doğru yönlendirilmesi, renksel geri verim özelliği çok önemli değilse alçak basınçlı sodyum buharlı lambaların kullanılması ve gözlem istasyonları etrafında yerleşimden kaçınılması yer almaktadır.

 

Işık kirliliği kısaca dış aydınlatmanın bir yan ürünü olarak da tanımlanabilir. Işık kirliliğini azaltmak için aydınlatılması zorunlu bölgelerin, yalnızca aydınlatılması gereken zaman diliminde ve gereken düzeyde aydınlatılması gereklidir. Işık kirliliği hakkında bilgi verirken, üç temel bileşenden bahsetmek gerekmektedir.

 
Gök parlaması

Işığın aydınlatılacak bölge sınırlarının dışına taşması

 

Kamaşma


Gece Gök Parıltısı

Gece gök parıltısı doğal veya yapay kaynaklardan meydana gelebilmektedir.

      -Doğal kaynaklar:

Ay ve yeryüzünden yansıyan güneş ışığı,

Atmosferin üst tabakalarındaki alçak seviyeli hava parlaklığı (geçici düşük dereceli aurora),

Gezegenler arasındaki toz bulutundan yansıyan güneş ışığı,

Atmosferde yayılan yıldız ışığı

Silik, henüz oluşmamış yıldızlar ve nebulanın oluşturduğu fon ışığıdır. Nebula, belli belirsiz ışık lekeleri şeklinde görülen uzay objeleri veya yayınık kozmik toz kütleleri ve gazdır.

 

Gök parlamasını arttıran yapay kaynak ise elektriksel aydınlatmadır. Işık armatürlerden direkt olarak gökyüzüne yayılabilir veya yeryüzünden yansıyan ışık atmosferdeki toz ve gaz molekülleri tarafından atmosfere saçılarak, parlak bir fon yaratabilir. Yıldızları görmeyi engelleyici bir etkisi vardır. Gök parlaması seviyesi, hava koşulları, atmosferdeki toz ve gaz miktarı, gökyüzüne yansıyan ışık miktarı ve görüş açısına bağlı olarak oldukça değişkendir. Kötü hava koşullarında ışığı atmosfere yayan parçacık sayısı daha fazladır ve gök parlamasının oldukça yüksek olması sebebiyle israf edilen ışık ve enerji miktarı gözle görülebilir hale gelir.

 

Gök parlamasının yüksek olması, özellikle astronomi çalışmalarını olumsuz etkileyen bir durumdur. Uzaydaki cisimlerin gözlemlenememesi sakıncasını beraberinde getirir. Gök parlamasının artması gökyüzündeki karanlık bölgelerin parıltısının da artması anlamına gelir. Siyah gök fonunun üzerinde yıldızlar ve diğer gök cisimlerinin oluşturduğu kontrast azalır. Astronomlar gözlem yapacaklarında havanın kuru, gözyüzünün açık olduğu,  karanlık geceleri tercih ederler. Şehir dışındaki yerleşim alanlarının tipik gökyüzü koşullarındaki zenit parıltısı, doğal gök koşullarındaki zenit parıltısından 5 ila 10 kat daha fazladır. Şehir merkezlerinde ise zenit parıltısı doğal geri plan parıltısından 25-50 kat daha parlak olabilir. Profesyonel ve amatör astronomların ölçüm sonuçlarına göre, gök parlaması değerleri tüm dünyada hızla artış göstermektedir.

Işık kirliliği konusunda bilinçlenmenin artmasıyla, profesyonel olarak aydınlatma ile ilgilenen kişiler, gök parlamasını, elektriksel aydınlatmayla ilişkisini kurmaya çalışarak, ölçmeye başladılar. Bu oldukça çaba isteyen bir çalışmadır çünkü gök parlamasını etkileyen pek çok faktör vardır. Sadece aydınlatmanın varlığı değil, armatürden yayılan ışığın açısal dağılımı, yeryüzünden yansıyan ışık ve açısal dağılımı, nem ve aerosollerin atmosferik etkileri gibi oldukça sık değişen hatta anlık değişen olayların göz önünde bulundurulması gereklidir. Aerosoller yapay kirlilik, yangın, volkanik patlamalar etkisiyle oluşan atmosferdeki parçacıklardır.

Gece gökyüzünü incelerken, profesyonel astronomlar genellikle gökyüzünün karanlık bölgesinin ölçüm değerlerini alırlar. Amaç arka fon üzerindeki yıldız sinyalini kontrast farkı yardımıyla belirleyebilmektir. Profesyonel astronomlar ölçümlerini zenit noktasında alırlar. Gök parlaklığını ölçme yöntemleriyle ilgili hazırlanmış teknik raporlar mevcuttur.

Pek çok amatör ve profesyonel astronom gök parlaması değerlerini, bu değerlerdeki artışı gözlemlemek amacıyla kaydetmişlerdir. Toplanan bu veriler kullanılarak, gök parlaması öngörüsünün yapılabilmesi amacıyla çeşitli hesap yöntemleri geliştirilmiştir. En kaba yaklaşım yöntemlerinden biri, Büyük Ayı takım yıldızının gözlemlenmesi ve çıplak gözle kaç yıldızın görülebildiğinin sayılması prensibine dayanır. Garstang (1986) ve Walker (1977) tarafından önerilen bir diğer yöntemde, gök parlaması değerinin öngörüsünü  aydınlatmayı hesaba katmak amacıyla, kişi başına belirli bir parıltı değerinin çarpım katsayısı olarak kullanması düşünmüştür. Ancak ışık kaynaklarının ışık dağılım eğrileri, ışık kaynaklarının sayısı, gücü ve yansıyan ışık bilgileri hesaplara dahil edilmemiştir. Ayrıca sayılan parametreler dahilinde aydınlatma modelinin çıkarılmaması sebebiyle, mümkün olduğunca az yapay ışık kullanmak dışında, gök parlamasının nasıl azaltılabileceği konusunda detaylı bilgi verilmemektedir.

Işık kirliliği göçmen kuşlar için de ciddi bir tehlikedir. Geceleri yıldızlardan faydalanarak yollarını bulan kuşlar, şehir ışıklarının cazibesine kapılıp yollarını kaybedebilmektedirler. Bu şekilde meydana gelen kuş ölümleri hiç azımsanamayacak orandadır. Deniz kaplumbağalarının da ışık kirliliğinden olumsuz etkilendikleri bilinen bir gerçektir. Sahilde yumurtalarından çıkan minik kaplumbağalar, geceleri kara ile deniz arasındaki aydınlık farkından faydalanarak, denize ulaşmaktadırlar. Sahile yakın yerleşim yerlerindeki kuvvetli aydınlatma, kaplumbağaları deniz yerine tam ters istikamete yönlendirebilmekte ve ölümlerine sebep olabilmektedir.

 

 Işığın Aydınlatılacak Bölge Sınırının Dışına Taşması

Işık Kirliliği geceleri çevre için gittikçe büyüyen bir tehdittir. Aydınlatmanın aydınlatılacak bölge sınırlarının dışına taşması sonucu, aydınlatılması istenmeyen mekanlarda olumsuz sonuçlarla karşılaşılabilir ve dikkat dağıtıcı bir manzara yaratabilir. Ayrıca enerji israfı da oldukça yüksek maliyetleri beraberinde getirir.

 

 

En önemli nokta, kaliteli aydınlatma yapılmasıdır. Önlemler alındığı taktirde aydınlatmanın kalitesi arttırılabilir. Böylece gece görüş kalitesi artar, daha güvenli ve daha estetik görünümlü bir çevre yaratılabilir, enerji tasarrufu beraberinde daha az maddi külfet getirir.

 

Kamaşma

Dış aydınlatma armatürleri fizyolojik ve psikolojik kamaşma yaratmayacak şekilde yerleştirilmelidirler.

Işık Kirliliği - Astronomi İlişkisi

Az sayıda optik ve kızıl ötesi ölçümlerin alındığı ana astronomi gözlem istasyonu vardır ve bu mekanların ışık kirliliğinden korunmaları gerekmektedir. Uzay teleskopları kullanımı yeryüzü gözlem istasyonlarının önemini azaltmamıştır. Yeryüzü astronomi istasyonlarına ihtiyaç vardır ve bu istasyonlar sağlıklı çalışmalar yapabilmek açısından oldukça önemlidirler.

Işık kirliliği ciddi bir sorun olmakla birlikte, oldukça etkili çözümleri mevcuttur. Bu çözümler sayesinde yeryüzü optik astronomi istasyonlarından etkin ölçüm sonuçları alınabilir ve gelecekte önemli çalışmalar yapılabilir.

  

 Yapay Işık Kirliliğine Karşı Alınabilecek Önlemler

Işık kirliliğine karşı alınabilecek başlıca önlemler şunlardır:


“Ne kadar çok ışık, o kadar iyi aydınlatma” düşüncesi doğru bir aydınlatma yaklaşımı değildir.
-Aydınlatılması gereken bölgenin ihtiyacını karşılayacak kadar aydınlatma yapılmalıdır.

-Işık kaynaklarının özenle seçilmesi önemlidir. Enerji tasarrufu sağlamak amacıyla, görülmeyen dalga boyundaki radyasyonun, yani kızılötesi ve morötesi ışınımın filtrelendiği ışık kaynakları kullanılmalıdırlar.

-Işık kaynaklarının yaydığı ışığın, doğru yönlendirme ve yerleştirme ile kontrol edilmesi gereklidir. -Amaca uygun aydınlatma yapılmalıdır. Aydınlatmanın aydınlatılacak bölge sınırlarının dışına taşmamasına özen gösterilmelidir.

-Işık kontrolü sağlayan zaman ve varlık algılayıcıları ile loşlaştırma ünitelerinden faydalanılmalıdır. --Günlük akışı olumsuz etkilemeden, gecenin belirli bir saatinden sonra aydınlatma seviyesi düşürülmelidir.

-Gök parlamasını arttırabilen hava kirliliği, zeminin yansıtma özelliği ve benzeri etkileri göz önünde bulundurmak gereklidir.

-Ana gözlem istasyonlarının çok yakınında yerleşimi önlemek gereklidir. Ayrıca gözlem istasyonlarının çevresinde yerleşim konusunda sıkı denetlemeler yapılmalıdır.

-Mümkün olduğunca monokromatik (tek renkli) ışık kaynakları kullanılmalıdır. Özellikle yol, park alanları ve güvenlik aydınlatmasında oldukça etkin olarak kullanılan sodyum buharlı lambalar, günümüzde kullanılan monokromatik ışık kaynaklarına örnek olarak verilebilirler.

-Her geçen gün artan aydınlanma nedeniyle, artan aydınlanma giderlerini en aza indirmede ışık kirliliğinin de bir etken olarak ele alınması, TSE standartlarının yeniden belirlenmesi ve üretilecek yeni lamba ve armatürlere uygulanmasıdır.Hangi çeşit lambaların nerelerde kullanılabileceği kurallara bağlanmalı, bu konuda yerel yönetimlere yardımcı olacak yasal önlemler alınmalıdır. 
-Çevreye karşı duyarlılık da önce o toplumlarda gelişmiştir. Işık kirlenmesinde de durum aynıdır.

-Macaristan, ışık kirliliğine karşı eğitime ilkokuldan başlamıştır. Etkili aydınlatma için armatürlerde uzmanlaşan firma sayısı giderek artmaktadır. Gerektiğinde eski civa buharlı lambaları yeni armatürlü düşük basınçlı sodyum lambaları ile değiştirilmektedir.

-Park ve bahçelerde dekoratif amaçlı kullanılan küre tipi armatürler yerine, bulundukları yatay düzlemin üst tarafına ışık saçmayan, perdeli aydınlatma lambaları kullanmalıyız.

 -Bina dış cephe, reklam ve ilan panolarının aydınlatılması yukarıdan aşağıya doğru yapılmalı.

-Bazı park alanlarında çok kısa direklerin üzerinde çok yoğun ışıklı projektörler kullanılmaktadır. -Bu tip projektörler en az 15 m yükseklikteki direkler üzerinde uygun açılarla yönlendirilerek kullanılmalı.
-İki yanında binaların bulunduğu cadde ve sokaklarda enine çelik halat askı sistemine takılan ve sadece yola ışık gönderen armatürler kullanılmalı. 
 -Güvenlik amaçlı aydınlatmalarda harekete duyarlı, kendini otomatik olarak açan sistemler kullanmalıyız. Bu sistemler elle de kullanılabilmektedir. Böylece enerji giderimizi azalttığımız gibi ışığın caydırıcı etkisinden yararlanabiliriz. Yapılan araştırmalar gösteriyor ki göğü aydınlatma, suç işlemeyi engellemiyor. Suçun nedeni ışık ya da karanlık değildir. Suçlular gökte aranmamalıdır!
 -TSE standartlarını yeniden belirleyerek üretilecek yeni lamba ve armatürlere uygulamalıyız.
 -Hangi çeşit lambaların nerelerde kullanılacağını kurallara bağlayarak, yasal önlemler almalıyız. 
 -Vitrin aydınlatmalarında zamanlayıcılar kullanmalıyız, ışık kaynakları gece 11'den sonra otomatik olarak kapanabilmeli. 
 -Gözlemevlerimizin bulunduğu bölgelerde ışık kirliliğine karşı belli bir koruma alanı belirleyerek bu bölgeler için daha sıkı yasa ve yönetmelikler uygulamalıyız. Örneğin Arizona'daki Kitt Peak Ulusal -Gözlemevi'nin ise 35 millik yarıçapa sahip bir çember koruma alanı bulunmakta.
-Renk ayrımının önemsiz olduğu yerlerde düşük basınçlı sodyum lambalarını tercih etmeliyiz.

 

 Sonuçlar

Işık kirliliği sadece amatör ve profesyonel astronomi için değil, çevreyi korumak adına da ciddi bir tehdittir.Aydınlatma tasarımı ve tesisatı tüm koşullar göz önünde bulundurularak ve ışık kirliliğine yol açmayacak şekilde yapılmalıdır. Işık kirliği konusunda daha bilinçli olunmalıdır. Dış aydınlatmanın özenli yapılması ile ışık kirliliğinin önüne geçilebilir. Gördüğümüz sakıncalı aydınlatma örneklerinin düzeltilebilmesi için hepimize görevler düşmektedir.

 

Yorum (yok) Yorum yaz!

Işığın Tanecik Modeli


22/3/2009 · Kategori: Isik

IŞIĞIN TANECİK MODELİ

 

Işığın tanecik modeline göre ışık foton adı verilen çok küçük taneciklerden meydana gelmiştir. Bu tanecikler çok küçük yapıya sahip olup kaynaklardan oldukça fazla çıkarlar. Tanecik modelinin bazı ışık olaylarını açıklamada yeterli ve başarılı olmasının yanı sıra bazı olaylarda başarılı olamamıştır. Şimdi tanecik modeline göre, ışığın bazı davranışlarını  açıklayalım.

 

l. Işığın Yayılması:

Işık doğrusal yolla yayılıp boşluktaki hızı ~3.105 km/sn dir. Tanecik modeline göre fotonlar oldukça küçük olup hızı çok yüksek olduğundan yörüngeleri doğrusaldır.

 

 

 

    Tanecik yavaş hareket  ettiğinde                      Tanecik çok hızlı hareket ettiğinde       

      parabolik yörünge çizer.                                  Yörüngesi doğrusal olur.

 

2. Işığın Birbiri içinden Geçmesi:

Işık ışınları birbiri içinden bir­birlerini etkilemeden geçerler. Tanecik modeline göre de tanecikler çok küçük ve hızlı olduklarından birbirleri içinden geçerler.

 

 

  

3. Işığın Yansıması:

Ortamda ilerleyen bir ışık ışını ,ikinci ortamın sınırına gelince eğer bu ortamın içinden geçemiyorsa, ortam yüzeyine geldiği açıyla aynı açıyı yaparak çarptığı ortamdan uzaklaşmaya başlar.Buna yansıma denir.

Eğer ışınımız pürüzsüz ,diğer bir deyişle ayna gibi bir yüzeyden yansıyorsa buna vereceğimiz isim düzgün yansımadır.Düzgün yansımada paralel gelen ışık ısınları yine paralel olarak yüzeyden ayrılır.
Eğer yüzeyimiz söylediğimiz gibi düzgün değil ise cisim bu gelen ışıkları düzensiz olarak saçar,buna da dağınık yansıma denir.

Işık bir yansıtıcı yüzeye düşünce yansımaya uğrar. Aynı şekilde tanecik modeline göre fotonları pin-pong topuna benzetirsek bir yüzeye çarptığında yansımaya uğrar.


Tam yansıma:

Bu olayda yansıtıcı yüzey kırılma indisi farkından kaynaklanmaktadır. Eğer ışığımız yoğun bir ortamdan daha az yoğun bir ortama yönelirse hele bi de kiritik açıdan daha büyük bir açıyla geliyorsa ikinci ortama girmek, yerine yüzeylerin arasında bir ayna varmış gibi geri yansır bu olaya da tam yansıma denir.


 

 

 

 

4. Aydınlanma:

Birim yüzeye düşen ışık miktarı o yüzeydeki aydınlanmayı verir. Aynı şekilde tanecik modeline göre birim yüzeye düşen foton sayısı o yüzeydeki aydınlanma şiddetini verir.

Işık kaynağından uzaklaşıldıkça aydınlanma azalır. Tanecik modeline göre aydınlanmanın azalması ters kare kanunu (aydınlanma uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.) gereği izah edilir, örneğin kaynaktan 2 kat uzağa gidilince aydınlanma dörtte birine düşer.


 

Kaynaktan d uzaklığında aydınlanma

E ise 2 d uzaklığında  dür.

Çünkü yüzeyden geçen tanecik sayısı

dörtte birine düşer.

 

5. Işık Basıncı:

Nasıl ki duvara fırlatılan bir top basınç uygularsa, tanecik modeline göre taneciklerden oluşan ışıkta düştüğü yüzeye basınç uygular. Işık basıncı dünyada fark edilemeyecek kadar az olmasına rağmen güneşin yüzeyine yakın yerlerde dünyaya göre oldukça fazladır. Işık basıncı aydınlanma ile doğru orantılı olup Radyometre denilen aygıtla ölçülür.

 

6. Işığın Soğurulması:

Işığın vurduğu yüzeyden yansımayıp tutulması olayına soğurulma denir. Koyu renkli cisimler açık renkli cisimlere göre ışığı daha çok tutarlar. Dolayısıyla koyu renkli cisimler açık renkli cisimlere göre daha çok ısınırlar, örneğin; üzerine kül dökülmüş kar, hiçbir şey dökülmemiş kardan daha erken erir. Koyu elbise açık elbiseden daha sıcak olur. Onun için yazlık elbiseler genelde açık renkli olmalarına rağmen kışlık elbiseler biraz daha koyudur. Soğurulma olayı tanecik modeline göre; çekicin çelik bilyeye vurulunca sıçraması, yumuşak demire vurulunca demirin ezilip çekicin sıçramaması şeklinde izah edilir. Çelik bilye beyaz zemin yumuşak demir siyah zemin gibi kabul edilir.

 

7. Işığın Kırılması:

Işığın tanecik  modelinin başarı   ile   açıklandığı olaylardan biridir.  Bu  modelin olaya  uygunluğunu  anlamak   için  açılar

ve indisler arasındaki  ilişkiyi  kurmak  için bir   deney  sistemi   kuralım. Şekildeki   kutunun   üzerinden   V1, hızıyla qü açısı altında yollanan bilyanın, alt yüzeyde V2   hızı  ile qa açısı altında hareketi görülmektedir. qü gelme açısı, qa kırılma açısı olarak düşünülürse ışık için bu  olay  az  kırıcı   or­tamdan  çok  kırıcı  ortama   geçen bir ışını temsil edebilir.

 

 

 

 

 O halde; kutunun üst yüzeyi az kırıcı (hava) alt yüzeyi çok kırıcı (cam) ortamlara eşdeğer sayılabilir. Modelde yapılan çeşitli deneyler, bu açıların sinüsleri arasındaki oranın sabit olduğunu göstermiştir.

 

 

Modelin kırılma yasasına uymasına rağmen alt yüzeyde bilyanın da­ha hızlı hareket ettiğine inanıyorsak, V2 > V1   için V1/V2 > l sonucuna varılır. Ancak deneysel sonuçlar, kırıcı ortamda hızın daha küçük olduğunu göstermektedir. Ayrıca kırılma yasasındaki bu sabit sayının (l) den küçük olmayacağını da öğrenmiştik. O halde, tanecik modeli hızlar arasındaki ilişkiyi açıklamada başarısızdır.

ÖRNEK:

Işığın havadaki 3.105 km/sn olduğuna göre, kırılma indisi  1,25 olan saydam ortamdaki hızını tanecik modeline göre bulup gerçek değeri ile karşılaştırınız.

ÇÖZÜM:

vH = 3.105 km/sn   

nx = 1,25

vx = ?

Tanecik modeline göre;

dir.
               

            
=vx=3,75 . 105 km/sn dir.



Aslında  ışık  hızı  3.10     km/sn den büyük  olamaz.  Buna göre ışığın kırılma indisi 1,25 olan ortamdaki hızının gerçek değerini bulursak;

ÇÖZÜM:

 

 

 

 

 Sonuç olarak; ışığın kırılma indisi 1,25 olan ortamdaki hızı tanecik modeline göre 3,75.105 km/sn gerçek değeri ise 2,4.105km/sn dir.

Yukarıda izah ettiğimiz olaylarla izah edemeyeceğimiz olayları sıralarsak tanecik modeli; ışığın kırılmasında hızın değerinin bulunmasın da, ışığın saydam ortamlarda aynı anda kırılma ve yansıması, kırınım olayı gibi olayları izah etmede yetersiz kalmıştır. Yani tanecik modeli ile bu olayları izah etmek zordur.

 

Yorum (yok) Yorum yaz!

« Önceki ::