Popüler BilimFizikKuantum Mekaniği

Işığın Doğası: Saydamlık

Işık, Isaac Newton’dan Albert Einstein’a kadar birçok bilim insanının ilgisini çekmiş, ilginç doğaya sahip bir enerji türüdür. Peki, nasıl oluyor da çoğu katının içinden geçemeyen bu enerji, cam gibi bazı maddelerin içinden geçebiliyor? Yani, saydamlık ya da opaklık durumu nasıl oluşuyor?

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

   Bir maddeyi görebilmemiz için o maddeye çarpan ışınların gözümüze ulaşması gerekir. Işık bu maddeye çarptığında, fotonlar ile elektronlar etkileşime girer. Foton, enerjisini elektrona aktararak elektronu bir üst enerji seviyesine çıkarır ve bunu sonucunda elektron, enerji yayar. Gelen foton soğurulmuş olur ve yayılan fotonun gözümüze ulaşması ile de görme olayı gerçekleşir. Bu konseptin ardındaki fiziği anlamak için, fotoelektrik olay hakkında yazdığımız yazıyı inceleyebilirsiniz.

   Cam benzeri saydam maddelerde ise işin rengi biraz değişiyor. Yine foton ile elektron etkileşime girer ve fotondan aldığı enerjiyle elektron, bir üst enerji seviyesine çıkmak ister ancak bu sefer camı oluşturan atomların elektronları için bu enerji yeterli değildir, çünkü iki seviye arasındaki enerji farkı, görünür ışıktaki fotonların enerjisinden yüksektir. Elektronlar iki seviye arasında bir yerde bulunamayacağı için de foton soğurulamaz ve yoluna saçılmadan, emilmeden devam eder. İşte bu şekilde cam gibi saydam nesnelerin arkasını görebiliriz.

glass
Görsel 1 (saydamlık)

   Peki ya dünyayı görülebilir ışık olarak adlandırdığımız, dalga boyu 380 nm ile 800 nm arasına sıkışmış elektromanyetik dalgalarla değil de, morötesi algılıyor olsaydık? Yine cam vb. maddeler şeffaf olur muydu?  Yanıt kısmen hayır. Çünkü morötesi ışınların enerjisi, görülebilir ışıktan fazla olduğundan, camdaki elektronları seviye atlatmaya yetecek ve fotonları, bu elektronlarca soğurulacaktı. Camın arkasından bize foton ulaşmayacağı için de cam artık bizim için opak bir madde olacaktı. İyi ama bu, saydamlığın ortadan kalkması mı demek? Yanıt yine hayır. Enerji seviyeleri arasındaki fark, morötesi ışınları taşıyan fotonlarınkinden daha yüksek olan maddeler, gelen fotonları soğuramayacak ve bu tür maddeler bizim için hâlâ saydam olacaktı.

photo 2020 03 25 20 15 45
Görsel 2, 3
Görünür ışıkta kanatları neredeyse tamamen saydam olan yusufçuk böceğinin (sağda),
morötesi ışıkta (solda) bunu yitirdiğini görüyoruz

    Günlük hayatta ve bilimde işimizi oldukça kolaylaştıran saydamlığın doğada ise yaşamsal bir önemi var: Kamuflaj. Saydamlık, hem karada hem de suda yaşayan havanlarca geliştirilmiş harika bir kamuflaj yöntemidir. Örneğin okyanuslarda, alaca karanlık bölgesinde (orta pelajik) yaşayan hayvanların saklanacak yer bulmaları oldukça zordur ve bu nedenle hem bu bölgede hem de denizlerin ve okyanusların daha üst katmanlarında yaşayan birçok hayvanın bedenlerinin büyük bir kısmı saydam yapıdadır.

mjf
Görsel 4

   Karada yaşayan hayvan ve bitkilerde ise saydamlık görece daha seyrek rastlanan bir durum. Bunun en önemli nedenlerinden biri ise suya görece daha fazla maruz kaldıkları morötesi radyasyondan kendilerini koruyabilmek için pigmentlere ihtiyaç duymaları.
  

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

   Orta Amerika’da yaşayan Greta Oto, karada yaşamasına rağmen saydam vücut kısımlarına sahip canlılara güzel bir örnek. Kanatlarının büyük bölümünün saydam oluşu, uçarken yırtıcı kuşlara karşı büyük bir avantaj elde etmesini sağlıyor.

Arya ELÇİ

Referanslar:
1. https://www.nature.com/articles/ncomms7909
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982211011389

Görseller:
1. https://www.nature.com/articles/ncomms7909
2. https://es.wikipedia.org/wiki/Greta_oto
3. https://en.wikipedia.org/wiki/Aurelia_aurita
4. https://www.donkom.ca/dragon-mos
5. https://en.wikipedia.org/wiki/Glass
6. https://en.wikipedia.org/wiki/Dragonfly

Kapak Görseli:
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stop_the_light_by_Mato_Rachela.jpg


Etiketler
Daha Fazla Göster

Bir cevap yazın

Başa dön tuşu
Kapalı
Kapalı