Sıkça Karşılaştığımız Önemli Bilimsel Kavramlar

sikca-karsilastigimiz-onemli-bilimsel-kavramlar

Yerçekimi, sera etkisi, statik elektrik gibi günlük hayatta sıkça karşılaştığımız fen bilimlerine ait önemli kavramları ve bu kavramlarla ilgili bilgileri derledik.

1. Süpernova

Yıldızların çoğu, nükleer füzyonla tüm enerjilerini tüketerek yavaşça sönerler. Sonra da %99’u beyaz cüce olarak adlandırılan donuk gök cisimlerine dönüşür. Ama bir yıldız yeteri kadar büyük ve sıcaksa, uygun şartlar altında patlayabilir. Bu patlama süpernova olarak adlandırılır.

Bir yıldız patlamadan önce, elementleri birleştirerek enerji üretir. Şiddetli çekim gücü, oksijen, silikon, fosfor ve kalsiyum oluşmasına neden olur. Kozmik bir çıkmaz sokağa, yani demire ulaşılana dek ağır elementler oluşmaya devam eder. Demirin daha ağır elementlerle birleştirilmesi enerji üretmez, gerektirir. Yıldızın yakacak bir şeyi yoktur, bu nedenle demir çekirdek kendi çekim gücünün kuvvetiyle içe doğru çökmeye devam eder. Çoğu devasa yıldız içe doğru çökerek kara deliğe dönüşür. Ama güneşten beş ile sekiz kat daha büyük olan küçük yıldızlar sadece patlar.

Bir süpernovanın gerçekleşmesi on beş saniyeden daha az zaman alır. Patlama o kadar parlaktır ki, tek bir yıldızın yarattığı süpernova aylarca tüm galaksiyi aydınlatabilir. Hatta cıva, altın ve gümüş gibi daha ağır elementlerin oluşmasına yetecek kadar ısı yayar. Büyük Patlama kuramına göre, süpernovalar sayesinde yeryüzünde yaşam vardır. Bu kuram, oksijenden daha ağır tüm elementlerin geçmişte yaşanmış devasa yıldızların patlamalarıyla oluştuğunu öne sürer.

    1006 yılında aşırı parlak bir süpernova, Mısır, Irak, İtalya, İsviçre, Çin, Japonya ve muhtemelen Fransa ile Suriye’de gözlemlendi.

    İtalyan astronom Galileo Galilei (1564 – 1642) Aristoteles’in evrenin asla değişmediği yönündeki kuramını çürütmek için 1604’te bir süpernovayı delil olarak kullanmıştır.

    Uranyum gibi radyoaktif elementler süpernovalarla oluşur.

2. Yüzey Gerilimi ve Hidrojen Bağlantısı

Su, yeryüzündeki en tuhaf, aynı zamanda en yaygın bulunan maddedir. Katı formu, sıvı halinden daha az yoğundur, bu nedenle buz yüzebilir. Yüksek miktarlarda ısıyı, çok fazla değişime uğramadan emebilir ve bu nedenle sahil kentleri ılıman sıcaklıklara sahiptir. Ve yüzeyde toplanmaya eğilimli ince bir molekül tabakasından oluşan bir derisi vardır.

Suyun sıradışı özellikleri, onun şeklinin sonucudur. Bir su molekülü, iki hidrojen atomuyla bir su atomundan oluşur (H2O). Görüntüsü Disney karakteri Mickey Mouse’a benzer: İki hidrojen atomu kulakları ve oksijen atomu da kafayı andırır. Su molekülünde elektronlar eşit bir şekilde dağılmadığı için kulaklar pozitif, kafa ise negatif yüklenir. Karşıtlar birbirini çektiğinden, bir su molekülünün kulakları bir hidrojen bağlantısı oluşturarak diğer bir su molekülünün çenesine doğru çekilir. Buz içinde su molekülleri, dört yüzlü bir piramit olan tetrahedron’u oluşturmak üzere kararlı şekilde birbirlerine bağlanırlar. Ama sıvıyken, su moleküllerinin yapısı daha gevşektir. Hidrojen bağları devamlı olarak birbirinden ayrılır ve tekrar bir araya gelirler. Aslında ortalama hidrojen bağı, sadece saniyenin küçük bir kısmı kadar dayanır.

Bir su bardağının ortasında, herhangi bir verili molekül tüm yönlere eşit bir şekilde çekilir, böylece net bir etki görülmez. Ama yüzeyde su moleküllerini yukarıya doğru çeken bir kuvvet yoktur. Suyun yüzey gerilimini yaratan şey, moleküllerin daha çok yanlara ve aşağıya çekilmesidir. Yüzey gerilimi, bir bardağı ağzına kadar doldurmamızı mümkün kılar. Su damlacıklarının oluşmasına ve kabarcıklar yayılmasına izin verir.

Sıvının yoğunluğu arttıkça yüzey gerilimi artar. Örneğin, suya tuz eklendiğinde tuz moleküllerinin suyun içinde yayılması, yani yoğunluğunun artması su molekülleri arasındaki kuvveti arttıracağından suyun yüzey gerilimi artar.

    Yayvan ayaklı ve hafif böceklerden olan su örümcekleri, suyun yüzey geriliminden faydalanır. Onlar, gerçek anlamda suyun üzerinde yürüyebilirler.

    Suyun yüzey gerilimi, kazara düşen uçan böcekleri suda boğmaya yetecek kadar güçlüdür. Bu böcekler kanatlarını su moleküllerinin çekiminden kurtulmalarını sağlayacak kadar hızlı çırpamazlar.

    Sıcaklık ve yüzey gerilimi ters orantılıdır. Sıcaklık arttıkça yüzey gerilimi azalır. Örneğin, deterjan, sıcak su ile bir araya gelirse yüzey gerilimi azalır, suyun kir ve gözeneklere daha etkili nüfuz etmesine neden olur.

3. Güneş Lekeleri ve Güneş Parlamaları

Güneşin değişken yüzeyi, 6000 santigrat derecede tüm güneş sistemini ısıtarak yanar. Bu, yeryüzündeki sıcak bir günden 180 kat daha sıcaktır. Ama güneşin yüzeyinin bazı kısımları diğerlerinden serindir. Kabaca bizim gezegenimizin boyutunda olan güneş lekeleri koyu renkte görünürler, çünkü çevreleyen yüzeyden 2000 derece daha soğukturlar. Güneşin parlayarak yanan iç çekirdeğinden yayılan ısıyı baskı altında tutan yoğun manyetik alanlara sahiptirler.

Genelde güneş lekeleri, her biri zıt bir manyetik yüke sahip olan çiftler halinde görünürler. Zıt olarak yüklenen güneş lekeleri arasındaki bölgeler, bir milyar megaton TNT kadar çok enerji salan güneşin yüzeyindeki patlamalar, güneş parlamaları için hazırdır. Güneş parlamaları, jeomanyetik fırtınalara sebep olan x-ışınları ve manyetik radyasyon ile yeryüzünü bombardımana tutar. Kuzey ve güney ışıklarını yoğunlaştırır, elektrik şebekelerini bozar ve radyo ileticilerini karıştırır.

Son olarak Eylül 2017’de, güneşte iki leke grubunun birleşmesi sonucu, son 12 yılın en güçlü iki patlaması meydana geldi. Güçlü radyasyon patlamaları olarak tanımlanan güneş patlamaları, on bir yıllık döngüyle güçlenir ve zayıflar.

Güneş lekeleri, aynı zamanda yeryüzündeki sıcaklığı etkileyebilir. Maksimum güneş lekesi faaliyeti, ultraviyole radyasyondaki büyük bir artışı da içine alan, güneşten salınan enerjide küçük bir artışla ilişkilendirilir. Küresel ısınmayla örtüşür şekilde, son altmış yılda güneş lekesi faaliyetinde büyük bir artış var. Batı Avrupa’da 1600’lerin ortasından 1700’lerin başlarına kadar süren, ciddi soğuklar ve uzun kışlar nedeniyle Küçük Buz Çağı denen dönem, güneş lekesi faaliyetindeki bir düşüş dönemiyle çakışır.

    İtalyan astronom Galileo Galilei (1564 – 1642), Güneş’in dönme devrini izlemek için güneş lekelerini kullandı. Çoğunlukla gazdan oluştuğu için, Güneş’in farklı tarafları farklı hızlarla döner. Ekvator, kabaca yirmi beş günde kendi etrafında dönerken kutuplar otuz beş günde dönerler.

    Çinli astronomlar güneş lekelerini ilk kez M.S 30 yılında gözlemledi.

4. Statik Elektrik

Neden saçınız tarandıktan sonra dikleşir? Neden kışın ceketinizi giydikten sonra kapı kolları elinizi çarpar? Cevap, statik elektriktir.

Tüm maddeler atomlardan oluşur. Her bir atom da nötron, proton ve elektrondan meydana gelir. Protonlar pozitif yüklü, elektronlar negatif yüklü, nötronlar ise yüksüzdür. Protonlar ve nötronlar atomun çekirdek olarak adlandırılan merkezinde çok sıkı bir şekilde birbirine bağlıdır. Elektronlar ise güneşin etrafında dönen gezegenler gibi onların çevresinde döner. Proton sayısı kadar elektron olduğunda atomun herhangi bir yükü yoktur. Ama bazen elektronlar diğer atomlara sürtünürler. Elektron yüklenen atomlar negatif olur, elektron kaybeden atomlar pozitif yüklü olur. Zıt yüklü atomlar birbirine veya nötr bir nesneye doğru çekilir. Aynı yüklü atomlarsa birbirlerini iter. İşte bu nedenle saçlarınız havaya kalkar. Saçınızdaki elektronlar tarağınızın üzerinde sürtünürler. Saçınız pozitif yük kazanır. Pozitif yüklü saç telleri, diğer tellerden mümkün olduğu kadar uzağa hareket etmek ister, bu yüzden saçlarınız dikleşir.

Metal gibi bazı maddeler elektronları yakalar ve üzerlerinde serbestçe dolaşmasına izin verir. Bunlar iletken maddelerdir. Plastik ve kumaş gibi diğer bazı maddelerse daha serttir ve elektronların hareket etmesine izin vermez. Bunlar ise yalıtkan maddelerdir. Kışın ceketinizi giydiğinizde ceketinizdeki elektronlar üzerinize geçer. Negatif yüklü olursunuz. Metal bir kapı koluna dokunduğunuzda, elektronlar elinizden zıplayarak iyi bir iletken olan metal topuza geçer. Bu, kıvılcım yaratarak havayı ısıtır. Bu durum kışın hava kuru olduğu için daha ziyade kış mevsiminde görülür. Havadaki nem (su iyi bir iletkendir) elektronları söndürerek soğurur.

    Şimşek büyük ölçekte statik elektriktir. Bir fırtına sırasında, elektronların hareketi bulutların tepesinde pozitif yük ve aşağısında negatif yük oluşturur. Genellikle elektronlar yükü dengelemek için bir buluttan diğerine zıplar, ama bazen nötr yüklü toprağa zıpladıkları da olur.

    Benjamin Franklin, ünlü uçurtma deneyinde şimşeğin statik elektrik olduğunu keşfetmiştir ve aynı zamanda paratoneri icat etmiştir.

YORUM YAPIN

Gerekli alanlar * ile işaretlenmiştir...

       

YORUMLAR