Saniyede 300.000 KM Hıza Sahip Olan Işık Bizi Neden Kurşun Gibi Delip Geçmiyor? - Ekşi Şeyler
BİLİM 6 Ağustos 2018
22,1b OKUNMA 422 PAYLAŞIM
Bilim çevrelerince parçacık kabul edilen ışığın 1,079,252,848.8 km/sa gibi bir hızı varsa bizi ya da başka bir maddeyi nasıl parçalamıyor? Sözlük yazarı "1123581321", Ekşi Sözlük'te ortaya atılan bu soruya cevap vermiş.
ışığın bizi parçalamamasının nedeni düşük enerjisidir
yeterince yüksek enerjiye sahip olsaydı eğer bizi deler geçerdi ve yarattığı radyasyon nedeniyle hepimiz ölürdük.
ışık farklı dalgaboylarında ve frekanslarda yayılsa da, vakum ortamında hızı sabittir ve bildiğimiz ışık hızıdır. başka bir deyişle vakum ortamında ışığın dalgaboyuyla frekansının çarpımı sabittir ve ışık hızına eşittir.
ışığın enerjisi ise frekansı ile planck sabitinin çarpımına eşittir. bu enerji arttıkça ışığın frekansı artar ve dalgaboyu küçülür. bizim görebildiğimiz ışık genel toplamda oldukça dar bir dalgaboyu aralığı olan 390 ile 700 nanometre arasındadır. bazı hayvanlarda, farklı dalgaboylarını hissetme yeteneği görülebilir.
görünebilir spektrumdaki en düşük enerjili renk kırmızıdır. bu yüzden bunun üzerindeki dalgaboylarına kızıl ötesi denir. düşük enerjili olması nedeniyle birçok alanda kullanılırlar. radyo dalgaları bunun en popüler örneğidir.
görünebilir spektrumdaki en yüksek enerjili renk ise mordur. bu nedenle bundan yüksek enerjili bölgeye mor ötesi denir. enerji yükseldikçe dalgaboyu kısalır ve frekans, dolayısıyla da enerji artar. bu nedenle başlıktaki soru geçerli hale gelebilir. yüksek enerjili fotonlar da tıpta sık kullanılır. röntgen tekniğine yol açan x ışınları bunlardan biridir. yüksek enerjili bu ışınlar insan vücudunda dokulardan geçebilirken kemiklerden geçemezler. bu nedenle kırık vakalarında sık kullanılırlar.
fakat bütün mor ötesi ışınlar gibi insan sağlığına zararlı olduğundan dolayı özellikle hamile kadınların röntgen çektirilmesi istenmez ve zaten gerekmedikçe radyasyona maruz kalmamak gerekir. aynı nedenle hamile kadınların avm, havaalanı gibi yerlerdeki x-ray cihazlarının içinden geçmemesi de normaldir. güvenlik nedenli üst araması bildiğim kadarıyla ayrı yapılıyor.
daha yüksek enerji seviyelerine çıkıldığında ise çok ağır radyasyon yanıkları ile karşılaşmak mümkündür
bunlardan tıpta gene faydalanılır. özellikle kanser hastalarında kullanılan radyoterapi teknikleri, yüksek enerjili gama radyasyonuna sahip fotonların kanserli dokuya gönderilerek öldürülmesiyle uygulanır. kanserden kurtulmak için ödenmesi gereken çok ağır bir bedeldir ve genelde ömrün kalitesini düşürmekle beraber uzatır.
bunun haricinde farklı ışımalar da literatürde muhakkak vardır. ışık kaynağı olan güneş'ten dünya'ya sadece görünebilir ışık tayfı ulaşmaz. bunlarla beraber yüksek enerjili radyasyon yaratabilecek frekanslardaki ışıklar da ulaşır. öte yandan, dünya'nın dönmesi ve çekirdeğinin sıvı demirden oluşması nedeniyle dinamo teorisi uyarınca dünya'nın manyetik alanı bu yüksek enerjili manyetik fırtınaları engeller. ayrıca aurora borealis denilen kuzey ışıkları da manyetik alanın kutuplara yakın bölgesinde dünya'nın çekimine kapılan bu yüklü parçacıkların atmosferdeki atomlarla etkileşime girerek ışıma yapması sonucunda oluşur.
yüksek enerjili fotonlar euv denilen extreme ultra violet tipi fotolitografi makinalarında da yani bilgisayar çipi üretilen makinalarda da sıklıkla kullanılır. burada üretilen yüksek sıcaklığa sahip plazma iyon ve elektronlarının tekrar birleşmesi sağlandığında elektronlar enerjilerinin çoğunu kaybeder ve yüksek enerjiye sahip foton ışıması yaparlar.
bu yüksek enerji, çip olacak numunenin üzerine gönderildiğinde onun işlenmesini kolaylaştırır. gönderilen fotonun enerjisi ne kadar yüksek olursa, o kadar hassas işlem yapılabileceğinden dolayı daha yüksek performansa sahip işlemciler üretilebilir. boyutların aşırı küçülmesi sonucu günümüzde popüler olan kuantum bilgisayarlar, kuantum mekaniğinin günümüzde sanayiye geçebilen en ciddi kısmını gösterir.
bu sadece bir teknik olmakla beraber nükleer reaktörlerde de ve dahi nükleer silahlarda da benzer bir sistemle yüksek enerjiye sahip fotonlar yayılır. bu fotonların enerjisi hayli yüksek olduğundan dolayı başlıktaki soruya cevap verir ve bizi parçalayabilirler. öyle ki enerjisi yeteri kadar yüksek olan bir foton 2 metre kalınlığındaki bir çelik duvarın içinden bile geçebilir ve size nükleer bir saldırı altında dahi zarar verebilir. nükleer reaktörlerde yapılan işlem kontrollü gerçekleştirilirken, nükleer silahlarda enerji yoğunluğunun yüksek olması tahribatı artıracağından dolayı istenen bir durumdur.
reaksiyon için gereken uranyum 235 izotopu doğal halde yüzdesel olarak uranyumun çok küçük bir kısmını oluşturur. wikiye göre bu oran %0.72'dir. santrifüj tekniği uygulanarak bu u-235 oranı daha yüksek olan uranyum yakıtı elde edilebilir. nükleer silahlar içinse daha yüksek saflıkta u-235 gerekmektedir.
u-235 yarı ömrü nedeniyle oldukça stabil yapıdadır. fakat bu atoma gönderilecek bir nötron sonucunda oluşan u-236 son derece kararsız hale gelir ve atom parçalanır. parçalanması sonucunda ortaya ciddi miktarda enerji çıkar çünkü parçalanma sonucu ortaya çıkan baryum ve kripton elementlerinin formasyon entalpisi uranyuma nazaran oldukça küçüktür. ayrıca tepkime sonucu ortaya 3 adet daha enerjiye sahip nötron çıkar. bu nötronlar da geri kalan u-235 izotopuna çarparak daha şiddetli bir şekilde tepkimenin hızlanmasını sağlarlar.
tepkime sonucu kaybolan kütle einstein'ın meşhur formülündeki gibi enerjiye dönüşür. bu enerji oldukça yoğun olan yüksek frekansa sahip fotonları etrafa saçarak nükleer radyasyona yol açar.
edit: dar olansa ise görünebilir spektrumun kendisi, yoksa görünebilir ışığın dalgaboyu zaten hayli büyüktür.