Işık Nedir

Işık, bir elektromanyetik dalga türü olup boşlukta yaklaşık olarak 300.000 km/saniye hızla yayılır. Elektromanyetik dalgalar, yüklü bir parçacığın ivmeli hareketi sonucu oluşan, birbirine dik elektrik ve manyetik alan bileşeni bulunan ve bu iki alanın oluşturduğu düzleme dik doğrultuda yayılan, yayılmaları için ortam gerekmeyen, boşlukta ışık hızı ile yayılan enine dalgalardır. Peki, bir elektromanyetik dalga nasıl oluşur veya oluşturulabilir. Bir elektrik devresinden geçen akımı, devre anahtarını belirli aralıklarla açıp kapamak suretiyle kesip açtığımız zaman elektromanyetik bir dalga üretebiliriz.

Elektromanyetik Dalgaların birçok türü olup hiçbiri diğerine benzemez. Bunların birbirlerinden farklı olmalarının sebebi dalga boylarının ya da frekanslarının (titreşimlerinin) farklı olmasıdır. Elektromanyetik Dalgaların en bilinenleri dalga boylarına göre büyükten küçüğe doğru; radyo dalgaları, mikrodalgalar, kızılötesi (red) dalgaları, görünür ışık, morötesi (ultraviyole) dalgaları, x (röntgen) ışınları ve gama ışınlarıdır. Radyo dalgalarının boyu binlerce kilometreden bir milimetreye kadar olabilmektedir. Dalga boyları çok büyük olduğu için frekansları dolayısıyla taşıdıkları enerjileri çok düşüktür. Radyo dalgaları bir betondan veya duvardan geçerken çok düşük bir enerjiye sahip oldukları için ortamda bulunan atomlarla veya moleküllerle etkileşime giremezler (onları uyaramazlar) ve oldukları gibi çıkarlar.

Evimizdeki televizyonumuzdan bir filmi seyretmek veya radyomuzdan bir müziği dinlemek bu sayede mümkün olabilmektedir. Güneşten gelen, düşük dalga boylu ve yüksek enerjili morötesi (ultraviyole) ışınları ise uzun süre maruz kalındığında canlılar için çok tehlikeli olabilmektedirler. Bu ışınları çıplak gözle görmemiz mümkün olmamakla birlikte etkilerini net bir şekilde görebiliriz. Örneğin yaz mevsiminde uzun süre güneşte kalırsak tenimiz bronzlaşır ve vücudumuzun çeşitli yerlerinde yanıklar oluşabilir. X ışınları veya diğer adıyla röntgen ışınları ise ultraviyole ışınlarından daha yüksek bir enerjiye sahip olup bir canlının vücudundan geçip iç organlarına kadar ulaşabilmekte ve uzun süre maruz kalınmaları halinde ölümcül sonuçlara neden olabilmektedirler. Işık ise radyo dalgalarından gama ışınlarına kadar uzanan geniş elektromanyetik dalga spektrumunun ortasına düşen ve insan gözü tarafından algılanabilen tek elektromanyetik dalga türüdür. Işık, dalga boyu ve taşıdığı enerji açısından insan gözü için en ideal elektromanyetik dalga türüdür. Yukarıda bahsettiğimiz elektromanyetik dalga türlerinden radyo dalgaları düşük bir enerjiye sahip oldukları için gözümüze gelip retinamızda bulunan sinir hücrelerine çarptıklarında yeterli miktarda bir elektrik akımı oluşturup beynin görme merkezine iletemedikleri için gözümüz radyo dalgalarını algılayamaz (göremez). Diğer yandan çıplak bir gözle ve korumasız olarak güneşe bakarsak kör olma ihtimalimiz oldukça yüksektir. Güneşten gelen morötesi ışınların büyük bir kısmı ozon tabakası tarafından tutulup Dünyamıza ulaşmaları engellense de atmosferi geçip ulaşanlar da oldukça tehlikeli olabilmektedir. Canlıların vücudunun büyük bir kısmı ve doğal olarak gözlerindeki retina tabakası da karbon atomlarından oluşmuştur ve karbon atomları yüksek enerjiye maruz kaldıklarında yanarak (kömürleşerek) karbonmonoksite dönüşürler.

Bir süre doğrudan güneşe bakarsak retina hücrelerimizde geri dönüşü olmayan ve kör olmamıza kadar gidecek hasarlar oluşabilir. Peki, ışık nasıl oluşur diye bir soru aklımıza gelebilir. Bunu anlayabilmemiz için ilk önce maddenin en küçük yapı taşı olan atomların yapısını basitçe anlatmamız gerekmektedir. Bir atom merkezinde çekirdek ve çekirdeğin etrafında belirli yörüngelerde ve hiç durmadan dönen elektronlardan oluşmaktadır. Çekirdekte proton ve nötron adı verilen ve atomun kütlesinin büyük bir kısmını oluşturan tanecikler bulunur. Çekirdeğe en yakın elektronlar en düşük enerji seviyesinde bulunurlarken en uzak elektronlar ise en yüksek enerji seviyesinde bulunurlar. Bir maddeye dışarıdan bir enerji verdiğimizde (örneğin o maddeyi ısıttığımızda) bir süre sonra, yapısındaki atomların çekirdeklerinin etrafında dönen elektronlara ulaşan bu enerji elektronların bulundukları enerji seviyesinden daha yüksek bir enerji seviyesine çıkmasını sağlar. Daha yüksek bir enerji seviyesine çıkan elektronlar adeta sersemleşirler, afallaşırlar ve ne yapacaklarını bilemezler ve kararsız bir hale gelirler ve yeniden eski yerlerine dönmek isterler. Elektronlar eski yerlerine geri dönerken almış oldukları fazla enerjiyi de ısı, ışık v.b. şekilde geri verirler.

Demiri ısıttığımız zaman kızarması buna örnek olarak verilebilir. Elektronların geçiş yaptığı yörüngeler arasındaki enerji seviyesi farkının büyüklüğüne göre insan gözü atomlar tarafından yayılan bu ışımaları; kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, mor ve lacivert renklerinden herhangi birisi olarak algılayabilir.