günlük hayatta fizik

fizik derslerinde "bu, günlük hayatta nerede karşımıza çıkacak?" diye soran, sınıfta bu sorusunun cevabını bazen alamayan ve bu soruyla büyüyen kişilere bir çeşit yanıt olabilecek başlık.

fizik, çoğunuzun bildiği gibi hayatımızın her alanında var. ders olarak sevenimiz de var, sevmeyenimiz de ama sevsek de sevmesek de onunla iç içe yaşadığımız gerçeğini değiştiremeyiz. bazı fizikçilerde genellikle birtakım garip tavırlar ve huylar sezmiş olabilirsiniz. evrenin tüm sırlarını bu arkadaşlar biliyormuş gibi bir havaya girerler genellikle. belki de bunun nedeni, bu kadar içli dışlı olduğumuz bir konu hakkında birçok detayı bizden iyi biliyor olmalarıdır.

elbette fizik, ne yana bakarsak bakalım orada olduğundan burada örneklerin tamamını tek tek sayıp dökmek imkânsız. yine de belli başlı birkaç tane konuyu yazıp, kalanları diğer yazarlara paslamak ile işe başlayabileceğimi düşündüm.

***

soru: cep telefonu ya da benzeri dokunmatik aygıtları parmağımızla nasıl çalıştırıyoruz?

bunun cevabı piezoelektrik adlı olaydır. bu olay kısaca, basıncın, yani mekanik bir olayın, kristal bir atomik yapı üzerine uygulanması durumunda, o yapı içerisinde bir potansiyel fark oluşturması olarak açıklanabilir. potansiyel fark, elektrik akımı oluşturur ve böylece dokunulan cismin çalışması sağlanır. yine günlük hayatımızda çok sık kullandığımız bir eşya olan çakmaklarda da bu yöntem geçerlidir.

soru: fiber optik kablolarla bağlandığımız internet neden eski yönteme kıyasla daha hızlı?

eski yöntemde kullanılan bakır kablolar bilgiyi elektrik akımı ile yani bir başka deyişle elektronların hızı aracılığıyla taşır. fiber optik kablolar içerisinde, kablonun iç çeperlerinden yansıyan ve bilgiyi bu şekilde taşıyan ışık kullanıldığından iletim ışık hızıyla sağlanır.

soru: neden rüzgârlı havalarda çamaşırlar daha çabuk kurur?

bunun cevabı basınç ve kaynama/buharlaşma ilişkisinde yatar. hepimizin bildiği gibi sıvı maddeler yeterli sıcaklığa ulaştıklarında buharlaşabilirler.

bir sıvının yüzeyine etki eden basınç (ki burada konumuz açık hava basıncı) ne kadar yüksekse, sıvının buharlaşması da o kadar zor olur. basınç düştüğündeyse buharlaşma hızlanır. rüzgârlı hava, havadaki gaz moleküllerinin hareket etmesi, dolayısıyla da normalde bulundukları ve basınç uyguladıkları bölgenin üzerinden -geçici de olsa- dağılmaları anlamına gelir. böylece çamaşırların bulunduğu bölgede azalan basınç, buharlaşmanın kolaylaşmasına fırsat tanır. çamaşırda bulunan su buharlaşarak çamaşırdan uzaklaşır. böylece geride kurumuş olan çamaşırlarımız kalır.

soru: normalde yerde erimeden duran kar, üzerine bastığımızda neden erir?

bu da yine yukarıdaki olayın bir benzeridir. buzun eriyebilen bir madde olduğunu hepimiz biliriz. bunun olabilmesi için buzun erime sıcaklığı denen bir sıcaklık değerine kadar ısınması gerekir. basınç arttığında, buharlaşmanın daha kolay gerçekleşmesine benzer şekilde, erime olayı da kolaylaşır. bu nedenle, normalde açık hava basıncı altında ve belirli bir sıcaklıkta dengede olan ve erimeyen bir buz kütlesinin üzerine basarak onun üzerine biraz daha basınç yükü bindirdiğinizde, buzun erimesi hızlanır.

soru: sıcak havalarda soğuk içecekler içeren bardak ya da şişelerin dış kısmında neden su damlaları oluşur?

bu koşullardaki bardak ya da şişe kuruysa, bir süre sonra nemlendiğini gözlemişsinizdir. bardağın etrafındaki havada bulunan nemden kaynaklanan gaz molekülleri soğuk bardağa çarptıkları zaman ısı kaybına uğrarlar. gaz hâlinde bulunan su molekülleri ısı kaybettiklerinde bildiğimiz sıvı su hâline dönüşürler. yani bardak etrafında ısı kaybına uğrayan ortamdaki su buharı, sıvı su damlacıklarına dönüşür. böylece bardak dış kısmından ıslanır. kar yağarken soğuk havanın biraz daha ılınmasının nedeni de budur.

soru: neden kaloriferler odaların alt bölgelerine takılırken klimalar üst kısımlara takılır?

bunun cevabı, ısı iletim yollarından biri olan konveksiyon olayıyla ilgilidir. konveksiyon kısaca, ısınan akışkanların yükselmesi, bu esnada soğuyanların ise alçalması ile ısıyı bir yerden bir başka yere iletmektir.

klima içerisinde soğutulan havanın özkütle de dediğimiz yoğunluğu artar. yoğunluk artışı, bu moleküllerin dibe doğru, yani odanın tavana yakın olan yüksek kısımlarından daha aşağısına doğru hareket etmesine neden olur. bu esnada daha alt kısımla bulunan ve yoğunluğu düşük olan sıcak hava da yukarıya doğru yükselir. klima bu bölgedeki sıcak havayı alıp soğutarak onun da alt kısımlara inmesini sağlar. soğuyarak alt bölgelere inen hava ısınınca yeniden yükselir ve klima tarafından yeniden soğutulur. böylece oda içerisindeki havada sürekli bir dönüşüm gerçekleşir.

kaloriferde de olay aynıdır ama bu kez sıcak havanın odanın geneline yayılmasını istediğimiz için kaloriferi tavana yakın yapmak anlamsızdır. zira böyle yaparsak sıcak hava yukarıda kalırken soğuk hava odaya yayılacak ve kış günlerini daha da soğuk hâle getirecektir.

***

başta da dediğim gibi, günlük hayatımızda aklınıza gelebilecek çoğu somut olayın fizik bilimi içerisinde bir açıklaması bulunur. yani fiziği sevsek de sevmesek de hepimiz doğuştan onunla yaşamayı öğrenmişizdir.

buradan gerisini bu tür konulara ilgisi olan yazarlara bırakıyorum. belki arada ben de hortlatırım bu başlığı yeniden, kim bilir...

1-2 soruyla hortlatmaya geldiğim başlık.

soru: led ampul kullanmak neden diğer ampulleri kullanmaya kıyasla daha mantıklıdır?

bunun cevabı verimliliktir. verim, yapılan işin harcanan enerjiye bölünmesiyle hesaplanır. yani bir iş yaparken ne kadar az enerji kullanırsanız veriminiz de o kadar artar. led ampuller tam da bunu yaparlar. diğer ampullerde açığa çıkan enerjinin büyük kısmı, aydınlatmadan çok ısınma ile ortaya çıkan ısı enerjisine harcanır. bu istenmeyen bir enerji türüdür ve ortamı aydınlatmak yerine ısı olarak havaya dağılır. led aydınlatmalarda ise enerjinin çok büyük kısmı ışık olarak ortaya çıktığından enerji boşa harcanmamış ve yüksek aydınlatma seviyesine ulaşılmış olur.

soru: kütle çekimi, daha spesifik konuşursak yer çekimi, hepimizi dünyada tutacak kadar güçlüyse kuşlar, sinekler vs nasıl uçabiliyor?

öncelikle şunu söyleyeyim kütle çekim kuvveti temel kuvvetler içerisindeki en zayıf kuvvettir. bunu gözümüzde 2 cismi birbirine yapıştıran bir zamk gibi görüp büyütmememiz gerekiyor.

ikinci olarak şunu da ekleyeyim; kütle çekim kuvveti cisimlere, sahip oldukları kütle oranında etki eder. bu nedenle ne kadar düşük kütleye sahip olursanız üzerinize etki eden kütle çekimi de o kadar düşük olur.

yine de tabii ki uçabilmek için bu kuvveti yenebilmek gerekir. ayrıca havada olunan süre içerisinde, esme yönüne bağlı olarak rüzgârın hayvanı sürükleme ihtimali de doğar. bu 2 kuvvet hayvanın uçmasına ters yönde, yani olumsuz şekilde etki eder.

hava da bir akışkan olduğundan, su gibi, onun da bir kaldırma kuvveti vardır. ayrıca hayvanlar kanat çırparak, uçak motorlarının yaptığı işi yapar ve hayvana ilerleyebilmesi için gereken itmeyi sağlar. bunlar da uçmaya yardımcı olan kuvvetlerdir.

kuşlar, oldukça hafif canlılardır. uçabilen böcekler de öyle... kuşların vücudunda hava keseleri, tüylerinin arasında pipet benzeri hava boşlukları bulunur. eğer elinize kuş aldıysanız, vücutlarının varla yok arası bir ağırlıkta olduğunu da fark etmişsinizdir. bu yüzden bu hayvanların yer çekimi kuvvetinin etkisine karşı bir tepki kuvveti oluşturmaları ve havada kalmaları kolaydır.

bu hayvanların kanatlarının yüzey alanı da vücutlarına kıyasla oldukça geniştir. dolayısıyla, tıpkı uçak kanatlarının altında ve üstünde hareket eden havanın hız farkına benzer şekilde, kanatlarının etrafındaki geniş hacimli bir bölgede hız farkı oluşur. bu da uçma sırasında kuşların lehinedir. kuşun yapması gereken tek şey, kalkış anında yer çekimi kuvvetini yenmektir ki bu da kütlesinin düşük olması nedeniyle zaten zor değildir. havalandıktan sonra kanatlarının yapısı, eğimli duruşu ve sürekli olarak kanat çırpması neticesinde uçmaya rahatlıkla devam eder.

soru: neden serap görürüz?

ışık çok yoğun bir ortamdan daha az yoğun bir ortama ya da az yoğun bir ortamdan çok yoğun bir ortama geçiş yaparken kırılır. su dolu bir bardağa bir kalem atarak, kalemin kırıkmış gibi görünmesini izleyebilir ve buna doğrudan şahit olabilirsiniz. bu olayda ışığın gittiği doğrultu değiştiği için, kalemi görmenizi sağlayan bu ışık ışınlarının yeri değişmiş olur ve kalem ikiye bölünmüş gibi, farklı bir doğrultuda görünür.


görselin kaynağı

ancak ışık 2 farklı yoğunluktaki ortam arasında hareket ederken her zaman birinden diğerine geçiş yapmayabilir. bazen ortamları birbirinden ayıran yüzeye kadar gelip buradan geri yansır ve geldiği ortama geri döner, diğer ortama geçmez. bu olaya tam yansıma denir. tam yansıma sadece, ışığın çok yoğun ortamdan az yoğuna geçişi sırasında gerçekleşebilir.

çok sıcak havalarda mesela bir asfalt yolun üzerinde karşıya baktığınızda, yol üzerinde su birikmiş gibi bir görüntüye şahit olursunuz. şöyle:

görselin kaynağı

bunun cevabı tabii ki fiziktedir. asfaltın hemen üzerinde bulunan hava tabakası ısınır. biraz daha yüksekte kalan hava tabakası ise daha soğuktur. soğuk hava sıcak havadan daha yoğundur. güneşten gelen ışık, önce üstlerdeki soğuk hava tabakasından geçer ve asfaltın hemen üzerindeki sıcak hava tabakasına ulaşır. yani ışık, çok yoğun ortamdan az yoğuna doğru hareket etmektedir.

bu hareketi yapan ışık ışınlarının bir kısmı tam da asfaltın üzerindeki yoğunluğu düşük bölgeye denk geldiğinde, yukarıda anlattığım şekilde tam yansımaya uğrar. gözümüze su gibi ve mavimsi görünen bu olay aslında gökyüzünün mavi ışığının asfalt üzerinden bize gelen yansımasıdır. özetle, gördüğümüz şey su değil, gökyüzünün yansımasıdır.

çakmakla soda açabiliyorum . tek taraflı kaldıraç .tabi bunun varyasyonlarida var ,manyak manyak şeyler :)

soru: neden duvara çarpan bir otomobil hasar alır?

bunun cevabı momentum ve itme ile ilgilidir.

momentum, kütlesi olan bir cismin hareketi sonucunda ortaya çıkan bir etkidir. kütle (m) ve hızın (v) çarpımıyla hesaplanır ve formülü p = m.v şeklindedir. dışarıdan herhangi bir müdahale olmayan sistemlerde, bir olay gerçekleşmeden önceki toplam momentum ile olay gerçekleştikten sonraki toplam momentum birbirine eşittir. buna momentumun korunumu denir.

itme ise olayın başındaki ve sonundaki momentumun değişimine ve aynı zamanda kuvvet (f) ile zamanın (t) çarpımına eşit olduğundan i = f.t şeklinde bir formülle ifade edilir.

***

diyelim ki bir otomobil, bir duvara doğru hızla yaklaşıyor. farz edelim ki bu arabanın ağırlığı 1500 kilogram, hızı da saniyede 5 metre olsun. arabanın momentumu, bu iki değerin çarpımından 7500 kgm/s bulunur.

araba duvara çarptığında durabilir mi? eğer oldukça sağlam bir duvardan bahsediyorsak evet durabilir çünkü araba duvara 7500 birimlik bir momentumla çarparken, duvar da ona karşı yönde ve yine 7500 birimlik bir itme uygular. bunu newton'ın etki ve tepki prensibi olarak duymuşsunuzdur belki. dolayısıyla arabanın duvara ve duvarın arabaya uyguladığı kuvvetler zıt yönlü ve eşit büyüklükte olduğundan sıfırlanır.

yine newton'dan biliyoruz ki araba o an durduğunda ve üzerine etki eden kuvvet sıfırlandığında, artık hareket edebilmesi için bir neden kalmamıştır. zira üzerine etki eden kuvvetin 0 olduğu sistemler, zaten durmaktaysalar durmaya devam ederler.

bu mantıkla tabii ki arabayı durdurmak için sadece duvara ihtiyacımız olmadığını tahmin edersiniz. yeterince uzun ve yüksek bir pamuk balyasıyla da bir arabayı durdurabilirsiniz ama duvar bu işi anlık olarak yaparken, pamuk biraz daha uzun sürede yapacaktır. zira burada itme dediğimiz hareketin cisme uygulandığı süre önemlidir.

***

otomobillerin ön kısımları, içlerinde bulunan motor ve sair aksamlar nedeniyle olduğu kadar, biraz da bu nedenle uzun yapılır. bir otomobilin ön kısmı bir yere çarptığı zaman, öndeki bu uzun kısmın "haşat" olması, sürücüye, üzerinde daha fazla kuvvet hissetmemesi için zaman kazandırır. itmenin kuvvet ve zamanın çarpımı olduğunu yukarıda söylemiştim. arabanın burnu ezilirken, saniyeler bazında da olsa biraz zaman geçer. formüle göre, arabaya uygulanacak itme, arabanın momentumuna bağlı olduğundan, zaten bellidir. bu durumda formülün sağ tarafına bakmamız gerekir. itme sabit olduğundan, kuvvet artarsa zaman, zaman artarsa kuvvet azalmalıdır ki formülün diğer yanı da sabit olsun ve eşitlik korunsun. dolayısıyla itmenin süresi uzadıkça kuvvet azalacaktır. bu da arabanın ön tarafını feda ederken sürücünün hayatına etki edecek olan kuvvetin miktarını düşürerek ona önemli bir avantaj sağlar. hava yastığının hizmet ettiği amaç da aynıdır.

ve sorunun cevabı olan durum, yani arabanın çarpışmadan hasarla çıkmasının nedeni, üzerine ters yönde etkiyen kuvvetten kaynaklanan itmedir ki o itmenin nedeni de arabanın hızından kaynaklanan momentumdur.

***

son olarak, bir kamyon ile bir arabanın çarpışmasından genel olarak arabanın daha zararlı çıkmasının nedeni de budur çünkü kamyonun kütlesi arabanın kütlesinden büyüktür. dolayısıyla momentumu da onunkinden daha büyük olacaktır. bu da çarpışma anında karşılıklı olarak uygulanan kuvvetlerin kamyonun lehine olması anlamına gelir.

fiziğe kafam basmaz fakat hep fizikçi olmak istemişimdir. inanılmaz bir bilim, deli gibi merak ederim ne de olsa günümüze fizik sayesinde geldik.

başlığı açanın ilgi ve bilgi alanı olan başlık.
ben ikna oldum meja, yaz sen.

her şeyimizle muhteşem görünmeyi severiz.

fizik diyormuş ki biz aslında hiçbir şeye dokunamıyormuşuz, dokunma sandığımız şey atomların birbirini itmesiymiş, yani ne kadar sıkı tutarsak tutalım arada hep atomik boyutta boşluk kalıyormuş, eğer öyleyse ben öyle fiziğin gelmişini geçmişini seveyim diyeceğim ama aslında elimi bile sürememiş olacağım, yani yarimin saçını hiç okşamamış olmayı bilmek bile benim için yeterince acı verici iken insan biraz düşününce biraz daha garip bir durum oluyor bu, nasıl yani ya diyorsun, insanın einstein 'ı karşısına alıp hiç mi ya? hiç mi? diye sorası geliyor, sanırım hiç ama ben bilime inat sevdiklerimi sımsıkı sarmaya devam edeceğim, fizik işine baksın.

soru: kapı zili nasıl çalışır?

sorunun cevabı manyetizmada yatar.

kapı zili devresi son derece basit bir elektrik devresidir. içerisinde genellikle açık bir anahtar, bir bobin yani elektromıknatıs, küçük bir tokmak ve bir çan bulunur.

zile basıldığında anahtar kapanır, devre tamamlanır ve devreden bir elektrik akımı geçer. elektrik akımı, bobinde bir manyetik alan oluşturur. yani bir başka deyişle bobin artık bir mıknatısa dönüşür. tokmak demirden yapıldığı için bu mıknatıs tarafından çekilir ve çana çarparak bir çınlama sesi oluşturur. böylece zil çalmış olur.

bazı modellerde ise tokmağın mıknatısa doğru çekildiği doğrultu üzerinde minik bir yay bulunur. tokmak çekilirken bu yayı da bobinle kendi arasında sıkıştırır. normal şartlarda tokmak ile çan birbirine bitişiktir. ancak tokmak mıknatısa yapışınca çandan ayrılır ve arada oluşan boşluk, akımın kesilmesine neden olur. akım kesilince bobin mıknatıslık özelliğini kaybeder. artık tokmağı çekemediği için sıkışan yay tokmağı eski yerine geri iter. böylece tokmak yeniden çana yapışır ve bu esnada zil sesini duyarız.


görselin kaynağı

***

soru: avm'lerde uzun süre dolaşınca neden yorgunluk ya da baş ağrısı hissederiz?

cevap yine manyetizmada. avm'ler aydınlatma için çok sayıda elektrikli aksam kullanır. elektrik alanın olduğu yerde manyetik alan da oluşur. dolayısıyla yüzlerce hatta binlerce ampulün elektrik alanının neden olduğu manyetik alan da oldukça yoğundur. bu durumu havalandırmanın yetersizliği ile de birleştirdiğinizde insan vücudundaki olumsuz etkilerini görmek zor değildir.

birkaç yıl önce bir avm'de 1 saat dolaştıktan sonra ayaklarımda hissettiğim ağrıyı, aynı gün göl kenarında 2 saat dolaştığımda hissetmediğim bilgisini de buraya ekleyeyim.

***

soru: neden başta abd olmak üzere bazı ülkelerde aletler 110 volt kullanır?

evlerimizdeki prizlerde genellikle 220 voltluk gerilimden kaynaklanan elektrik akımından faydalanıyoruz ama burada çalışan bir aleti abd'de bir evde doğrudan çalıştıramayabilirsiniz. zira oradaki prizlerden 110 voltluk gerilimden sağlanan bir akım alınır. bunun nedeni aslında akım savaşları dediğimiz olaydır.

thomas alva edison ile nikola tesla arasında ortaya çıkan doğru akım mı alternatif akım mı tartışmasının öncesinde, birçok yerdeki sistem zaten doğru akım kullanmak üzerine kurulmuştu. dolayısıyla günümüzde birçok yerde alternatif akımın borusu ötse de, altyapıyı yeni sisteme göre tamamen yenilemek oldukça masraflı bir iştir. yani olay tamamen maliyetle ilgilidir. her şeyi yenilemek yerine çeşitli aracılar, yani adaptörler kullanarak herhangi bir elektrikli aleti oradaki sisteme uygun hâle getirip kullanabilirsiniz.

soru 1: bilgisayar ya da cep telefonu gibi elektronik aletler bir süre kapalı durduktan sonra açıldıklarında nasıl oluyor da saati hâlâ doğru gösteriyorlar?

soru 2: bumerang nasıl geri döner?

1) elektronik sistemler içerisinde gömülü real time clock (rtc) adlı gerçek zamanlı saat devreleri bulunur. bunlar saati genellikle kuvars kristali kullanarak osilasyon yoluyla tutarlar.

şarjı biten bir aracı kapattığınızda, araç içerisinde bulunan ve adına sığaç ya da kapasitör denen devre elemanları, depoladıkları enerjiyle, aracın içerisinde geri planda çalışabilen bu saat devresi ve benzerlerine güç sağlar. yani telefonun ya da bilgisayarın şarjı tamamen bitmiş gibi görünse de, sığaç denen ufaklık devreye bir süreliğine daha onu çalıştıracak enerjiyi sağlayabilir. ancak tabii ki bunun da bir sonu vardır. sığacın da tamamen boşalacağı kadar uzun bir süreyi telefon ya da bilgisayarınızı şarj etmeden geçirirseniz, bir sonraki açılışta tarih ve saat ayarını yapmanız gerekecektir.

bazı telefonlarda, kapalı devreye güç sağlayacak gerilim farkı, telefonun kendi bataryası üzerinden sağlanır. telefonunuz şarjı bittiği için kapansa bile, batarya içerisinde, saati bir süreliğine daha çalıştıracak kadar güç bulunur. saatin çalışmaz hâle gelmesi için ya bu gücün tamamen tükenmesi ya da bataryayı telefondan tamamen çıkarmanız gerekir. bu nedenle kısa bir süreliğine de olsa bataryayı çıkarıp takmanız durumunda telefon sizden saat ve tarihi yeniden girmenizi isteyecektir.

cihaz açık hâle getirildiğinde, internet bağlantısı ya da benzer yollar kullanarak saat bilgisini çevredeki operatörlerden alarak kendisini saatle yeniden senkronize eder.

2) cevap aerodinamikte.

bumerang havada hareket ederken bir dönme bir de ilerleme hızına sahiptir. kanat yapısı, uçak kanadına benzer. yani yandan bakarsanız kalından inceye doğru bir değişim görürsünüz kanat yapısında. kanatların alt kısmı ise düzdür.

tıpkı uçak kanadında olduğu gibi, hava bumerang kanadının boğumlu üst kısmından geçerken onu aşağıya doğru iter. böylece kanatların alt kısmında ortaya etki ve tepki prensibinden kaynaklanan bir yukarıya doğru itme hareketi çıkar. eğer bumerangı doğru bir açıyla fırlattıysanız, ona kazandırdığınız hız ile bu kuvvetin artmasını sağlayabilirsiniz.

yine eğer doğru açıyla fırlattıysanız, bumerangın kanatları arasındaki dengelenmemiş kuvvet, yani onu döndüren tork, bumerangın kıvrımlı bir yol izlemesini ve bir jiroskop gibi belirli bir eksenin etrafında geniş bir daire çizerek hareket etmesini sağlar. bu hareket bumerangı seyahatine başladığı yöne doğru geri döndürmüş olur.

burada önemli olan 2 nokta vardır:
a) bumeranga ilk hızını kazandırırken onu aynı zamanda kendi ekseni etrafında dönecek şekilde fırlatmanız,
b) kolunuz ile bumerang arasındaki fırlatma açısının 20 ila 45 derece arasında olması.

eğer bu 2 koşulu dikkate almazsanız bumerang düz bir şekilde frizbi gibi ilerler ve herhangi bir yere düşer.

bu arada tüm bumerangların geri dönecek aerodinamik yapıda tasarlanmadığını da ekleyeyim.

soru: kutup ışıkları nasıl oluşur?

aurora borealis ve aurora australis adlarıyla da bilinen, kuzey ve güney kutup enlemlerine yakın bölgelerde ortaya çıkan renkli gökyüzü fotoğraflarını görmüşsünüzdür. görmemiş olanlar için bir örneğini tanımın en sonuna ekliyorum.

kutup ışıklarının ortaya çıkma nedeni, güneş rüzgârlarıdır. bir de dünya'nın manyetik alanı...

güneş de diğer yıldızlar gibi bir plazma topudur. bir plazmanın içerisinde elektriksel olarak yüklü parçacıklar bulunur. yüklü parçacıklar, manyetik alan ile etkileşime girme özelliğine sahiptir. güneş patlamalarıyla rüzgâr şeklinde güneş'ten ayrılan bu parçacıklar, güneş'ten dışarıya doğru küresel olarak her yöne yayılır.

parçacıkların dünya'ya doğru yönelen grubu, dünya'nın manyetik alanı ile karşılaşır. atmosferin iyonosfer adlı tabakasındaki atomlarla çarpışan bu yüksek enerjili parçacıklar, bu atomların elektronlarını uyarırlar. uyarılan elektronlarda süreç kısaca şöyledir; elektron, atomun etrafındaki yörüngesinde kendi hâlinde dolanırken, kendisine çarpan ve onu uyaran bir parçacık nedeniyle, bulunduğu yeri değiştirir. daha yüksek enerji seviyesine sahip bir yörüngeye çıkar. bu çıkış geçicidir. elektron orada uzun süre durmaz ve kararlı hâline geri dönmek ister. bunu yaparken de, parçacıktan geçici olarak aldığı enerjiyi ışıma olarak geri verir. biz bu ışımayı gökyüzündeki renkli ışıklar olarak görürüz.

renklere gelince; nadir görülen kırmızı ve yaygın görülen yeşil, oksijen atomlarının elektronlarından kaynaklanan ışımalarda ortaya çıkar. azot atomunun elektronları mavimsi bir ışık üretirken, helyum ve hidrojen de yine mavi ve mor ışımalar üretir.


görselin kaynağı

soru 1: uzayın sınırı nereden başlar?
soru 2: uzay giysisi olmadan uzayda kalırsak ne olur?

cevap 1

dünyadan atmosfere doğru dikey şekilde yol alırken, nereden itibaren "artık uzaydayım" diyebiliyoruz?

bunun yanıtını macar asıllı bilim insanı theodore von karman belirledi. von karman, nasa'nın bir alt bölümü olan jet propulsion laboratory ya da kısa adıyla jpl'nin kurucu ortaklarından biriydi. havacılık ve uzay mühendisliğine yaptığı katkılarla bilinen von karman, helikopter tasarımı da yapıyordu.

uçak ve benzeri hava araçları, akışkanların kaldırma kuvvetinden yararlanarak uçar. bu da belirli ölçüde gaz, yani hava molekülünü zorunlu kılar. ihtiyaç duyulan miktardaki hava sağlanamazsa, kanatlarına yeterli kaldırma kuvveti uygulanmayan araçlar uçamaz. von karman bu sınırın deniz seviyesinden kabaca 100 km yükseklikte başladığını kabul etmiştir. bu nedenle uzayın başladığı sınıra da onun adını onurlandırmak için karman sınırı ismi verilmiştir.

cevap 2

elbette ölürsünüz ama nasıl ve ne kadar sürede?

filmlerde görmüşsünüzdür belki; giysisine herhangi bir zarar gelen astronotlar bazen anında buza dönüşürler falan... aslında durum tam olarak öyle değil.

dünyada vücudumuzdaki hava basıncı, vücudumuzun dışındaki basınçla dengededir. bu nedenle iç organlarımız zarar görmez ve yaşamı sürdürebiliriz. uzay büyük ölçüde boşluktur. yani basınç dengesi vücudunuzun aleyhinde olacak şekilde bozuktur. giysisiz şekilde uzayda kalakalırsanız, vücudunuzdaki hava, yoğun olan ortamdan az yoğun olan ortama yani sizden uzaya doğru kaçmaya başlar. akciğerlerinizin fonksiyonları bozulur. bu arada vücut içerisindeki oksijen nedeniyle şişersiniz.

derin denizde vurgun olarak bildiğimiz olay uzayda da gerçekleşir. vücudunuzda bulunan sıvılar, vücuttaki basıncın hızla düşmesi nedeniyle buharlaşmaya başlar ki bu tükürüğünüz ve hatta gözlerinizin de kaynamaya başlaması anlamına gelir. bu arada daha önce meydana gelen şişmeler ve akciğerinizde havanın da kalmaması gibi nedenlerle kalp ve beyninize oksijen akışı kesilir.

tüm bunların olması yaklaşık olarak 10 saniye kadar sürer ve bu sürenin sonunda bilincinizi kaybedersiniz. bundan sonra olacakları da muhtemelen hiçbir zaman hissedemezsiniz ki bu iyi bir şey. yaklaşık 1,5 dakika sonra nefessizlikten boğularak ölmüş olursunuz çünkü.

donma olayı bu olaylar sonucunda, özellikle ağız ve burun kısmından başlar. bunun nedeni, vücudunuzdaki gazların solunum yoluyla uzaya kaçarken o bölgelerde oluşturduğu etkidir. zira vurgun nedeniyle kaynamaya başlayan gazlar buharlaşıp giderken vücudunuzun ısı enerjisini de, öncelik solunum bölgelerinde olmak üzere, beraberinde götürür. geri kalan bölgelerin tamamen donması ise 24 saati geçebilir. bu arada bağırsaklarınızda yaşayan mikroorganizmalar da sizi içeriden yemeye başlar. fakat donduğunuz için onların ömrü de uzun olmaz ve çürüme süreciniz uzun olur. ölü bedeniniz ise belki de sonsuza dek uzayda oraya buraya savrulur. herhangi bir cismin çekim alanına girmezseniz...

soru 1: sıcaklık ve ısının birbirinden farkı nedir?
soru 2: ateşin gölgesi olur mu?

cevap 1

ısı basitçe, sıcak bir cisimden soğuk bir cisme doğru gerçekleşen termal enerji akışı olarak tanımlanabilir. termodinamik kanunları gereği gerçekleşen bu hareket, 2 cismin ısısı belli bir dengeye gelene dek sürer. ısı, kalorimetre kabı adı verilen bir mekanizma ile ölçülür ve birimi joule'dür.

sıcaklık, bir cisim ya da sistemdeki moleküllerin ortalama kinetik enerjilerinin bir ölçüsüdür. yani sıcaklığın kendisi bir enerji türü değildir. bir çeşit ölçüm sonucudur. sıcaklık termometre ile ölçülür ve birimi kelvin'dir. türkiye'de santigrat derece olarak ölçüyoruz genellikle.

günlük hayatta kullandığımız bazı cümleler, yukarıdaki ayrım nedeniyle yanlıştır. örneğin "havanın ısısı 20 derece" demek yanlıştır. "havanın sıcaklığı 20 derece" demek gerekir. daha sık kullanılan "vücut ısısı" kalıbı da yanlıştır. bunun yerine "vücut sıcaklığı" kalıbını kullanmak gerekir çünkü herhangi bir cismin ısısını tek başına ölçemezsiniz. ölçtüğünüz şey, bir sistemdeki cisimler arasında bulunan ısının aktarımıdır.

cevap 2

hepimiz biliriz; ampul, güneş gibi ışık kaynakları, cisimlerin gölgelerinin oluşmasında etkilidir. ışığı geçirmeyen bir cismin gölgesi vardır. yani gölge aslında ışığın yokluğu olarak tanımlanabilir.

ateşin kendisi doğrudan ışık kaynağı olduğundan, normalde gölgesi yoktur. fakat eğer ortama ateşten daha güçlü ışık üreten bir kaynak getirirseniz, bu kez ateşin de bir gölgesi olduğunu görebilirsiniz.

bunun nedeni nedir? normalde ışık kaynağı olan foton adlı parçacıklar birbiriyle etkileşime girmeden birbirlerinin arasından geçip gidebilir. ateşte durumun farklı olmasının nedeni, ateşin yandığı bölgedeki sıcak hava ve kurumdur. ateşin gölgesinin oluşmasında ana etkenler bunlardır. örneğin güneşli bir ortamda ateş yaktığınızda, eğer alev ufak ve cılız ise gölge göremeyebilirsiniz. daha güçlü bir alev ise daha fazla sıcak hava, daha fazla kurum ve fotonlarla daha fazla etkileşim anlamına geleceğinden, gölgesini görme şansınız da çok daha yüksektir.

madde: şey. her şey.
parçacık: madde. herhangi bir madde.
ışık: hem şey hem değil.
enerji: kutsal varlık. yoktan var olmaz, varken yok olamaz.
momentum: kütle çarpı hız. şeyin hareket miktarı.
kuvvet: yeri ve yönü olan tüm dış etkiler. kuvvet yoksa momentum da yoktur. ışık hariç.
karanlık madde: bilinmeyen bir şey. var olduğunu, yalnızca etkilerinden bildiğimiz her şey. kara delikler de bir karanlık maddedir.
karanlık enerji: bilinmeyen kutsal varlık. evrende galaksi kümelerini bi yönlere doğru çekiştiren güç. diğer adı büyük çekici. vardır, çünkü galaksiler o'na doğru hareket eder. fakat henüz gözlemlenmediği için karanlıktır.
astronomik birim: 1 astronomik birim güneş ile dünya arasındaki mesafe. 150 milyon kilometre. daha doğru bi ifade ile *sekiz ışık dakikası.
dokuzuncu gezegen: bi diğer adıyla theia. bi diğer adıyla yoldaş. bi diğer adıyla hayalet kara delik. dünyadan 250 astronomik birim uzaklıkta olduğu düşünülen varsayımsal gezegen. yani yaklaşık 33 ışık saati uzaklıkta. yani yıldız sistemimizin kapısında. bize en uzak insan yapımı şey ise voyager 1, 21 ışık saati uzakta. dokuzuncu gezegen aslında yok. varsa da göremiyoruz. neden var olduğuna inanıyoruz? çünkü o tarafta bir şey var ve sistemimizdeki diğer küçük şeyleri(kuyruklu yıldızlar, gezegenler) kendine doğru çekiştiriyor. kara delik olamaz mı? uzayda kendiliğinden oluşabilecek en küçük kara delik, *üç güneş kütlesi büyüklüğünde bir şeyin* içe doğru çökmesiyle oluşur. haliyle bu doğal bir kara delik olamaz. yapay bir kara delik olabilir mi? uzaylılara inanıyorsanız evet, olabilir.
yaşam: bulaşıcı bir hastalık. kendini kopyalayabilen, bütünlüğünü koruyabilen ve her zaman kendini kopyalamaya meyilli olan her şey. veya tek bir şey.
entropi: dönüşüm. evrendeki her şeyin, var olan enerjisini tüketme çabası. biz varız, çünkü güneş, enerjisini tüketmeye çalışır. onun tükettiği enerji dünyaya vurur, çiçekler açar. şey yoksa entropi de yoktur. ışık hariç(?). haliyle zaman, kara delik, uzay zaman dokusu gibi kavramların entropisi artar mı azalır mı bilmiyoruz.
boyut: konumu bulmak için gerekli olan minimum bilgiler bütünü. her bir boyut bir önceki boyuttaki şeylerin birleşmesiyle oluşur. noktadan düzlem, düzlemden küp, küplerden ne oluşur bilmiyoruz, çünkü görmedik. hayal etmesi bile zordur. enlem, boylam ve derinlik üç boyutlu şeyleri oluşturur. dördüncü koordinatı bulduğunuzda dördüncü boyuta açılırsınız.
big bang: tek veya iki boyutlu bir noktanın üçüncü boyuta evrilmesi. şeylerin oluşumunun ana nedeni. şeylerin derinlik kazanma çabasının tesiri.
yerellik: neden. şeylerin değişim ve döngüsüne sebep arama dürtüsü. bir yerde, bir şeylerin olması için kesinlikle oralarda bi yerde gerçekleşen bi neden olması gerçeği. neden yoksa, sonuç da yoktur. ve bu neden, o sonucun çevresinde bi yerlerde, onunla bi noktada temas etmiş olması gerekli. modern kuantum mekaniği yerellik ilkesine ayrıkırı durumları arar. bulmayı umar.
determinizm: gerçekçilik. özgür irade. nedenler ve sonuçların ayrılmaz bütün olduğunu söyler.
süper determinizm: evrendeki davranış bozukluğu. aslında her şey ama her şey, -mış gibi yapar. nedenselliği çürütür. determinizmin üstündeki güçtür. özgür irade yoktur. özgür irade bile varmış gibi davranır ama aslında yoktur. bilmek ve bildiğimiz her şey, aldığımız her karar, başımıza gelen her neden ve her sonuç, büyük bir oyuncunun isteği doğrultusunda gerçekleşir.
hiçlik: olmayan. akıl edilemeyen. hayali mümkün olmayan.
son: bitiş. ardılı olmayan. hiçliğe atılan son bir adımın bizatihi kendisi.


not: *

soru 1: herhangi bir elementten altın elde edip zengin olabilir miyiz?
soru 2: atomlar birbirine dokunabilir mi? parmaklarımızla herhangi bir şeye dokunduğumuzda, ona gerçekten dokunmuş oluyor muyuz?

cevap 1

evet, herhangi bir elementten altın elde edebiliriz. elementlerin atomları belirli sayılarda proton içerir. elementleri birbirinden farklı yapan başlıca özellik budur. örneğin hidrojende 1 proton bulunurken lutesyum elementinde 71 proton bulunur. teorik olarak lutesyumdan 70 proton alıp onu 1 protonla baş başa bırakarak hidrojene dönüştürebilirsiniz.

bunu altın için de yapabiliriz. 78 protonlu platine 1 protoncuk aktarıversek ya da 80 protonlu cıvadan 1 protoncuk çıkarıversek, 79 protonlu bir altın atomu elde edebiliriz.

sorun şu ki, bunu yapmak o kadar kolay değil. atomun çekirdeğindeki bir parçacığı ondan almaya ya da oraya hariçten bir parçacık sokuşturmaya çalışmak, bir ya da bir dizi nükleer tepkime gerektirir. atomlar bu türden tepkimeleri radyoaktif bozunma yoluyla kendiliğinden yahut aşırı derecede yüksek basınç ve sıcaklığın olduğu ortamlarda (mesela yıldızların merkezlerinde) ortam şartlarının yardımıyla yapabilirler. bu şartların çoğunu laboratuvarda oluşturmak imkânsıza yakındır. dolayısıyla elimize bir atom alıp bunu kafamıza göre başka atomlara çevirmek, çabasız ve masrafsız şekilde yapıvereceğimiz bir iş değil. bunu yapabilmek için nükleer reaktör ya da parçacık hızlandırıcı gibi yüksek enerjili parçacık bulunduran ortamlar kullanmaktan başka çare yok. bu da son derece masraflı bir iş.

simyacılar uzun bir süre farklı maddelerden altın elde etme hayalleriyle yaşadılar. o zamanlarda henüz kimya, bir bilim olarak ortaya çıkmamıştı. dolayısıyla nükleer tepkimeler de bilinmiyordu. simyacılar bu hayali kimyasal tepkimeler yoluyla gerçekleştirmenin peşinde koştuklarından başarısız oldular. zira kimyasal tepkimeler, atomların çekirdek yapısını değiştirmez.

cevap 2

eğer atomların birbirine dokunmasından kastımız, sevgilimizin eline fiziksel olarak temas etmemiz gibi bir şeyse hayır, atomlar birbirine dokunamaz.

atom dediğimiz şey, günlük hayatta kullandığımız objelerden farklıdır. mesela bilgisayarınıza baktığınızda onun sınırları bellidir. onu cetvelle ölçebilirsiniz. bir yere koyduğunuzda orada sabit şekilde durur.

atomların keskin sınırları bulunmaz. atomlar daha çok bulutlara benzetilebilir. bulutlara uzaktan baktığınızda sınırları belli olan somut cisimler gibi görünseler de içlerine girdiğinizde pek de öyle görünmezler. net ve keskin köşeli bir cisimdense dumana daha çok benzerler. atomlar da bunun gibidir. çekirdek dediğimiz bölge ufak bir top ya da kapsül değildir. sadece birbirine çok yakın duran proton ve nötronların oluşturduğu, yumak gibi bir bölgedir. elektronlar ise bunlardan çok daha uzakta, şurada burada dolanan ama çekirdeğin etrafından çok fazla ayrılmayan parçacıklardır. dolayısıyla atomlarda çok fazla boşluk bulunur.

atomlar doğrudan birbirine değmese de çok yakın olduklarında birbirlerini etkilerler.

hepimiz atomlardan oluşuruz. dolayısıyla dokunma dediğimiz durum tam olarak bizim kafamızda canlandırdığımız şeyin gerçekleşmesi değildir.

parmak uçlarımızdaki atomlar, pc klavyemizin atomlarına yaklaşır. fakat atomik boyutta hiçbir zaman birbirlerine dokunmazlar. biz sadece parmak atomlarımızın elektronlarıyla bilgisayar klavyemizdeki atomların elektronları arasındaki etkileşimi, yani birbirini itme durumunu hissederiz ve buna "dokunma" deriz. oysa hiçbir şeye gerçek anlamda dokunamayız.

soru cern'de kara delik oluşabilir mi? oluşursa tüm dünyayı yutabilir mi?

bir ara tesis çalışmaya başlayacağı sırada "bu çarpıştırıcı çalışırsa kara delik oluşabilir ve dünyayı yutabilir" gibi değişik komplo teorileri vardı ama hayır. cern'de parçacıkları hızlandırmak için kullanılan enerji bir kara delik oluşturmaya yetecek kadar fazla değil. yani böyle bir ihtimal yok.

"ama ya oluşsaydı ne olurdu?" diye ısrarla soranlar da olabilir. bu miktarda enerjinin* herhangi bir kara delik oluşturduğunu varsayarsak eğer, bu cisim son derece küçük olur ve 0,000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001 saniyede yok olur. evet, bu kadar kısa sürede... bunlar rastgele ve sayılmadan yazılmış 0'lar değil.

soruyu soran meraklımız ısrarcı çıktı ve üsteledi:
"peki diyelim ki birşey ters gitti ve kara delik yok olmadı. o zaman dünyayı yutar mı?"

cevap yine hayır çünkü böyle bir kara deliğin sadece 1 kg'lık maddeyi etrafından toplayıp yutabilmesi için yaklaşık 3 trilyon yıl geçmesi gerekiyor.