Karacisim Işıması

[Nükleer Kedi]

Karacisim ışıması mükemmel bir karacismin yaptığı ışımadır. Bu mükemmel karacisim mükemmel karalıkta olduğu için aldığı ışığın hepsini emecektir veya tersi aldığı ışığın hepsini emeceği için mükemmel karalıkta olacaktır. Fakat sürekli ışık alınca bunun enerjisinde bir artış olacaktır. İşte etrafıyla dengeyi sağlayabilmesi için bu cismin ışıma yapması gerekir. Buna da karacisim ışıması denir. Cismin sıcaklığı ne kadar fazla ise yaptığı ışımanın enerjisi de o akdar fazla olur. Mükemmel bir karacisim hiçbir şeyde olmadığı gibi doğada bulunmaz ancak doğadaki hemen hemen her şey buna yakın bir ışıma yapar. İnsan bile! İnsanın 36,5^oC sıcaklığı vardır. Bu da karacisim ışımasında kızılötesine tekabül eder. Yıldızlara baktığımızda yeni doğmuş yıldızlar mavi-beyaz bir ışıma gösterir çünkü sıcaktırlar. Ömürlerinin ortalarında sarı (Güneş gibi) sonlarına doğru kırmızıya doğru değişir renkleri (Betelgeuse gibi) çünkü yıldızın yüzey sıcaklığı düşer. Peki yeşil yıldız niye yoktur? Aslında bu karacisim ışıması belli bir dalgaboyunda gerçekleşmez. Yayılmış bir eğri gösterir (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/19/Black_body.svg). Bu nedenle ışımanın yaptığı miktar yeşilde en fazlayken maviden ve sarıdan da ışık geldiği için daha çok beyaz gözükür yıldız.
Evrende görünür ışık haricinde yapılan bir sürü ışıma vardır. Hatta görünür ışık bu ışımanın çok küçük bir kısmıdır. Çok sıcak evrende (Güneş'in taç tabakası, karadeliklerin ve nötron yıldızların çevresi vs.) bu cisimler mavinin ötesinde ışıma yaparlar. Sıcaklıkları 60.000K gibi olan bir yıldız UV'da yaşıma yapar. Güneş'in belirli ksımlarında sıcaklıklar o kadar yükselebilir. SOHO güneşi bu ışımada inceler. Güneş'in taç tabakasında ise sıcaklık nedeni hala tam bilinmemekte olup 10 milyon K'e kadar ulaşmaktadır. Bu da onun daha çok x-ışınında gözlenmesini sağlar. Soğuk evren ise daha çok milimetre, milimetre altı gözlemlerde incelenir. Bu da radyodalgasına tekabül eder. Karacisim haricinde yer alan başka bir tür ışıma ise elektronların uyarılmasıdır. O konuya da sonra değinelim.

Karacisim ışımasını Alman Fizikçi Max Planck bulmuştur. Normalde ykarıda verdiğim bağlantıda siyah çizgi klasik kuramı gösterir. Fakat bu deneylerle bağdaşmamaktadır. Daha sonra Planck yeni bir formülü değiştirerek durumu açıklamıştır.

Cismin sıcaklığına ait yaptığı karacisim ışımasını Wien değişme yasasından buluruz. Bu yasaya göre Dalgaboyu=b/Sıcaklık 'dır. Burada b Wien sabitidir ve yaklaşık 2.897 m K'dir.

[ayfer]

Karacisimle  (bu arada ilk kez duydum) ilgili hiç bir görüntü oluşturamadım.

[Nükleer Kedi]

Simsiyah hayali bir cisim işte

[seco]

   Aslında basitce cisimleştirmek istersek bu kavramı kömürü düşünebiliriz.
   Spektrumun(tayfın) dar bir bölgesini temsil etse de simdilik isimizi görür. Yanan kömürün en sıcak yerleri sarıya çalan beyaz, biraz daha soğuk bölgeleri sarı-turuncu, artık sönmeye yaklaşmış bölgeleri ise kırmızı renkte görürüz. Bunun sebebi kara cisim ışımasıdır. Daha soğuk olan kısımları siyah gibi görünse de aslında kızılötesi ışıma yapar ama bizim gözümüz bunu görmez. Mavi rengi görememe sebebimiz ise kömürün hiç o kadar sıcak olamamasıdır.

[Nükleer Kedi]

Evet en güzel örnek bu sanırım. Başka bir örnek olarak da ısıtılan demiri gösterebiliriz. Ocakta bir demir ısıttıysanız onun önce koyu kırmızı daha sonra giderek renginin açılarak sarıya döndüğünü görmüşsünüzdür. Bu da yine aynı şekilde onun sıcaklığının artmasından dolayıdır.

[ayfer]

   Aslında basitce cisimleştirmek istersek bu kavramı kömürü düşünebiliriz.
   Spektrumun(tayfın) dar bir bölgesini temsil etse de simdilik isimizi görür. Yanan kömürün en sıcak yerleri sarıya çalan beyaz, biraz daha soğuk bölgeleri sarı-turuncu, artık sönmeye yaklaşmış bölgeleri ise kırmızı renkte görürüz. Bunun sebebi kara cisim ışımasıdır. Daha soğuk olan kısımları siyah gibi görünse de aslında kızılötesi ışıma yapar ama bizim gözümüz bunu görmez. Mavi rengi görememe sebebimiz ise kömürün hiç o kadar sıcak olamamasıdır.

Şimdi anlaşılır oldu,sağol Seçkin.

[İlker Doğan]

Bir örnek de ocaklarımızda yanan doğalgaz ya da tüpgaz alevinden verilebilir. Bu gazın sıcaklığı ilk yanma aşamasında çok yüksek olduğu için mavi renk de görülebilir. Dikkatli bakacak olursanız çoğunlukla mavi bir renk görürsünüz ancak alevin ucuna doğru gidildikçe ise sarı-turuncu-kırmızı geçişlerini görebilirsiniz. Bu da gazın yaptığı karacisim ışımasıdır. Bir kibriti çaktığınızda ise onun alevinin daha çok sarı-turuncu ağırlıklı olduğunu görürsünüz. Buradan kibrit alevinin sıcaklığının doğalgaz alevinin sıcaklığından daha düşük olduğunu da anlayabiliriz.

Bu konuyla ilk defa tanışanların dikkatini çekmesi gereken bir nokta var. İnsanların geneli tarafından yanlış algılanan renk-sıcaklık ilişkisi. Yukarıda benim, Raşid'in ve Seçkin'in verdiği örneklere dikkat ederseniz mavi renk kırmızıdan daha sıcak Mavi alev kırmızıdan daha sıcak, mavi yıldız kırmızıdan daha sıcak... Bu da demek oluyor ki, soğuk su musluğuna kırmızı, sıcak suya ise mavi renk koymamız gerekiyor

[seco]

     Önemli degil Ayfer hocam
     İlkerin verdiği örnek de güzel bir örnek. Benim de aklıma ilk bu örnek gelmişti. Ama "alev rengi"-"sıcaklık" ilişkisini kurarken dikkatli olmak gerekiyor. Alev, aşırı ısınmış hatta plazma haline geçmiş gazdır. Bagzı durumlarda içindeki elementler ve moleküller sıcaklıktan bagımsız olarak kendilerine has bir renkte ışırlar. Bu ışıma ile sıcaklıktan kaynaklı karacisim ışıması karışır. Bu yüzden bagzı durumlarda gördüğümüz renk sıcaklıkla ilgili tahmin yürütmemizi engelleyebilir.

 
   

[Nükleer Kedi]

O ondan değil ama buz mavimsi ateş de kırmızımsı olduğu için öyle yapmışlar sanırım

[İlker Doğan]

O ondan değil ama buz mavimsi ateş de kırmızımsı olduğu için öyle yapmışlar sanırım

Evet aynen öyle. Renkler alınırken referans noktaları farklı. O yüzden mavi soğuk, kırmızı da sıcak gibi düşünülüyor.