Carl Sagan – Işığı Nasıl Görürüz? Renkler Aslında Nedir?

Işık birçok yönden bir dalga gibi hareket eder. Örneğin, karanlık bir odada ışığın birbirine paralel iki çatlaktan geçtiğini hayal edin. Bu durumda nasıl oluyor da çatlakların arkasındaki perdeye görüntü...
Işığı-Nasıl-Görürüz-Renkler-Aslında-Nedir

Işık birçok yönden bir dalga gibi hareket eder. Örneğin, karanlık bir odada ışığın birbirine paralel iki çatlaktan geçtiğini hayal edin. Bu durumda nasıl oluyor da çatlakların arkasındaki perdeye görüntü düşüyor? Cevap şudur: Çatlakların görünümü – veya daha doğrusu paralel netlik ve karanlıkta bir dizi çatlağın görünümü. Dalgalar mermi gibi düz bir hat üzerinde hareket etmezler, iki çatlaktan farklı açılarda saçılırlar.

Bununla birlikte, ışık aynı zamanda küçük kabuklardan oluşan bir nehir görevi görür. Bunlara foton denir. Sıradan bir fotosel (bir kamerada veya ışık hesaplayıcıda) bu şekilde çalışır. Gelen her foton, hassas yüzeyden bir elektron yayar. Birçok foton çok fazla elektron yayar ve böylece bir elektrik akımı üretilir. Buradaki anahtar soru şudur: Işık nasıl aynı anda hem dalga hem de parçacık olabilir? Belki ışık bir dalga ya da parçacık değil, günlük yaşamda bilinen karşılığı olmayan başka bir şeydir; bazen bir dalga, bazen bir parçacık özelliklerine sahip olduğunu düşünmek daha doğrudur. Bu dalga-parçacık ikiliği, çaresizliğimizi ortaya çıkaran önemli bir gerçeğin işaretlerinden biridir: Doğa her zaman beklentilerimize ve seçimlerimize uygundur.rahat ve anlaşılması kolay bir şekilde algıladığımız şekilde hareket etmez. Yine, birçok yönden ışık ses gibidir. Işık dalgaları da frekans, dalga boyu ve hız (ışık hızı) ile üç boyutludur.

Gözlerimizin duyarlı göründüğü ışığın frekansı çok yüksektir: Her saniye 600 trilyon (600.000.000.000.000.000) dalga gözümüze çarpar. Işık hızı saniyede 30 milyar santimetre (saniyede yaklaşık 300.000 km) olduğundan, görünür ışığın dalga boyu 30 milyar / 600 trilyon = 0,5 x 10 artı eksi 4 santimetredir. Dalgalar bir şekilde aydınlatılsa bile o kadar küçük olurdu ki onları göremezdik.

İnsanlar farklı frekanslardaki sesleri müziğin farklı tonları olarak algıladıkları gibi, farklı frekanslardaki ışığı da yeterli renkler olarak görürler. Kırmızı ışığın frekansı saniyede 460 trilyon dalgadır ve mor ışığın frekansı saniyede 710 trilyon dalgadır. İkisi arasında gökkuşağının bilinen renkleri vardır. Her rengin bir frekansı vardır.

Duyamayacağımız kadar yüksek ve alçak sesler olduğu gibi, görme yeteneğimizin ötesinde ışık veya renk frekansları da vardır. Işık çok yüksek frekanslara (saniyede 10 ila 18 dalga gama ışınları) yükselebilir ve çok düşük frekanslara (saniyede bir dalgadan daha az uzun radyo dalgaları) düşebilir. Işık spektrumu, yüksek frekanstan düşük frekansa kadar büyük kısımlarda gama ışınlarını, X-ışınlarını, morötesi ışığı, görünür ışığı, kızılötesi ışığı ve radyo dalgalarını içerir. Bunların hepsi havasız bir alanda hareket edebilen dalgalardır. Hepsi görünür ışık kadar gerçektir.

Görünür ışıktan beri klişelerimiz var. Görünür ışın şovenistleri olduğumuzu söyleyebiliriz. Çünkü bu, gözlerimizin aldığı tek ışıktır. Ancak bedenlerimiz radyo dalgaları gönderip alabilseydi, ilk insanlar çok uzaklardan birbirleriyle iletişim kurabilirdi. X-ışınlarını yayarsak, atalarımız bugün göremediğimiz bitkilerin, insanların, diğer hayvanların ve minerallerin içini görebileceklerdi. İlginç bir soru ortaya çıkıyor: Gözlerimiz neden diğer ışık frekanslarını görebilecek şekilde gelişmedi?

Herhangi bir nesne, belirli bir frekanstaki ışığı emer. Başka bir öğe için ışık seçimi farklı olacaktır. Işık ve kimya arasında doğal bir yansıma vardır. Gama ışınları gibi bazı nesneler tüm nesneler tarafından emilir. Gama ışınları yayan bir el fenerimiz olsaydı, ışık yolundaki hava tarafından emilirdi. Dünya atmosferinde uzun yol kat eden uzaydan gelen gama ışınları da yeryüzüne ulaşmadan önce tamamen emilecektir. Dünyada sadece gama ışınları olsaydı, nükleer silahlar gibi bazı nesneler dışında dünyamız çok karanlık olurdu. Galaksimizin merkezinden gelen gama ışınlarını görmek istiyorsanız cihazlarınızı uzaya göndermeniz gerekiyor. Aynısı çoğu X-ışınları (x-ışınları, X-ışınları), morötesi ışık ve kızılötesi için de geçerlidir.

Öte yandan, görünür ışık birçok nesne tarafından emilmez. Örneğin, hava genellikle görünür ışığın bir iletkenidir. Işığı dolaylı bir frekansta görmemizin nedenlerinden biri, atmosfer aracılığıyla bulunduğumuz yere ulaşabilen bir tür ışık olmasıdır. Gama ışınlarının her yerde olduğu bir atmosferde gama ışığıyla gören gözlere sahip olmak bir işe yaramaz. Bu, doğal seçilimin işini iyi bildiği anlamına gelir.

Görünür ışıkta görmemizin bir başka nedeni de güneşin enerjisinin çoğunu bu şekilde göndermesidir. Çok sıcak bir yıldız ışığının çoğunu ultraviyole içinde yayar. Çok soğuk bir yıldızsa, genellikle kızılötesi ışık gönderir. Bununla birlikte, bazı yönlerden, ortalama bir yıldız, Güneş enerjisinin çoğunu görünür bir frekansta yayar. Aslında insan gözünün en hassas olduğu ışık, Güneş’in en parlak olduğu tayfın sarı bölgesindeki frekanstır.

Bitkiler kırmızı ve mavi ışığı emdiklerinde yeşil ışığı yansıtırlar ve bu nedenle gözümüze yeşil görünürler. Farklı renklerde ne kadar ışığın yansıdığını gösteren bir resim çizebiliriz. Mavi ışığı emen ve kırmızı ışığı yansıtan bir şey gözümüze kırmızı göründüğünde, kırmızı ışığı emen ve maviyi yansıtan bir şey görürüz. Işığı farklı renklerde yaklaşık olarak eşit oranlarda yansıtan bir cisim gözümüze beyaz görünür. Bu aynı zamanda gri ve siyah öğeler için de geçerlidir. Siyah ve beyaz arasındaki fark renkte değil, ışığı ne kadar yansıttığıdır. İsimler görecelidir, mutlak değildir.

Belki de en parlak doğal nesne, yeni yağan kardır. Ancak üzerine düşen güneş ışığının %75’ini yansıtır. En karanlık nesne – örneğin siyah kadife – üzerine düşen ışığın yalnızca çok küçük bir yüzdesini yansıtır. “Siyah ve beyaz kadar farklı” ifadesi mantıksal olarak yanlıştır. Çünkü siyah ve beyaz temelde aynı şeydir. Tek fark, renk değil, yansıyan ışığın göreli miktarıdır.

İnsanlar arasında çoğu “beyaz” taze kar kadar beyaz değildir (hatta bir buzdolabı kadar beyazdır) ve çoğu “siyah” da siyah kadife kadar siyah değildir. İsimler göreceli, belirsiz ve kafa karıştırıcıdır. İnsan derisinin yansıttığı ışığın yüzdesi kişiden kişiye büyük ölçüde değişir. Derideki pigmentasyona esas olarak vücut tarafından proteinlerde bulunan bir amino asit (amino asit) olan tirozinden üretilen melanin adı verilen organik bir molekül neden olur.

Beyaz tendeki fark, yalnızca birçok molekülün iletken göründüğü ışıkta mümkündür. Çoğunlukla, tüm insanlar siyahtır.

Güneş ışığı, gökkuşağının tüm renklerini karşılayan frekanslardaki dalgaların karışımıyla oluşturulur. Sarı ışık, kırmızı veya mavi ışıktan biraz daha fazladır, bu da Güneş’in sarı görünmesinin nedenlerinden biridir. Diyelim ki tüm bu renkler bir çiçek yaprağına düştü. Peki çiçek neden kırmızı görünüyor? Çünkü kırmızı dışındaki tüm renkler yaprak tarafından emilir. İlk başta, karışık ışık dalgaları “gülüyor”. Dalgalar, yaprağın yüzeyinin altında rastgele yayılır. Ancak her yansımada mavi ve sarı dalgalar kırmızı olanlardan daha fazla emilir. Yaprağın içinde çok fazla yansımadan sonra ortaya çıkan kırmızı ışık, diğer tüm renklerden daha fazla geri yansıtılır. Bu yüzden kırmızı bir çiçeğin güzelliğini görür, anlar ve kavrarız. Aynı şey mavi ve mor çiçeklerle olur.

Renklerini renklerinden alacak kadar çarpıcı olan mor çiçekler, ışık emilimini düzenleyen özel bir organik pigment içerir. Buna antosiyanin denir. Bir aside tipik bir antosiyanin eklendiğinde, kırmızı, alkali mavi ve su moru görünür. Bu nedenle bazı kırmızı çiçekler antosiyaninler içerdikleri ve hafif asidik oldukları için kırmızı, menekşeler ise antosiyaninler içerdikleri ve hafif alkali oldukları için mavidir.

Mavi pigment doğada nadirdir. Dünyada veya diğer dünyalarda mavi kayaların veya mavi kumların nadir görülmesi bu gerçeğin bir yansımasıdır. Mavi pigmentler çok karışık. Çünkü antosiyaninler hidrojenden daha ağırdır ve belirli koşullar altında düzenlenmiş yaklaşık 20 atomdan oluşur.

Diğer dünyaların atmosferlerinin ve yüzeylerinin kimyasal bileşimini incelerken, Titan’ın üzerindeki sis olan Satürn’ün uydusunun neden kahverengi, Neptün’ün uydusu Triton’un ise neden pembe olduğunu anlamaya çalışırken yukarıda sıralanan özellikleri de dikkate alıyoruz. Dünyada ve başka her yerde gördüğümüz tüm renkler, güneş ışığının en çok hangi dalga boyunu yansıttığına bağlıdır.

Kategoriler
Bilim
Henüz Yorum Yok

Cevap bırakın

*

*

Benzer Konular