Gaz Kabarcıkları Işığa Nasıl Dönüşür?

Gaz kabarcıkları, ses dalgaları ile etkileşime girdiğinde ışıma yayarlar. Sonolüminesans olarak tanımlanan bu durumla, bizler gündelik hayatta karşılaşmıyor olsak da nükleer füzyon çalışmalarında enerji sağlayabilmek amacıyla birçok deneyi yapılmıştır. Ayrıntılar yazımızda.

A- A+

13.02.2016 tarihli yazı 5321 kez okunmuştur.

Işıma Gaz Gaz Dalga Sıcaklık Sonolüminesans

1930’lu yıllarda gerçekleştirilen su altı radar denemeleri sırasında gaz kabarcıklarında parlamalar gözlemlenmiştir. Sonrasında bu ışımaların, radar cihazlarından gönderilen ses dalgalarının gaz kabarcıklarıyla etkileşimiyle oluştuğu anlaşımlıştır. Ancak çok yüksek enerjili olmayan bir ses dalgası nasıl oluyor da gaz içinde ışımaya neden olabiliyordu?

►İlginizi Çekebilir: Doppler Etkisi Nedir?

Ses, ortamda ilerlerken basınç dalgaları oluşturmaktadır. Bu dalgaların yoğunluğu bazı bölgelerde artıp, bazı bölgelerde azalmaktadır. Örneğin; ses dalgalarının yoğun olmadığı durumda basınç düşüktür ve gaz kabarcığı hacimsel büyüme yönünde hareket gösterir. Gaz kabarcığının hacmi maksimum seviyeler ulaştığında vakum koşullarına yaklaşır. Ses daglarının yoğun olduğu durumda ise basınç yüksektir ve gaz kabarcığı küçülme yönünde eğilim gösterir. Küçülme durumu artık öyle bir noktaya ulaşırki gaz kabarcığı içindeki atomların itme kuvveti nedeniyle daha fazla küçülemez. Dış basınç ve iç basınç arasındaki farktan kaynaklanan b ani hacim düşümü kabarcıkta sıcaklık yükselmesine neden olur. Sıcaklığın artması enerjinin artması anlamına gelmektedir ve artan bu enerji atomların iyon haline geçmesine neden olur. İyonların yüksüz parçacılarla çarpışmasıyla ışık parlamaları gerçekleşir. Gaz kabarcıklarındaki ışık parlamaları çok kısa sürelidir ve pikosaniylerde gerçekleşir. Sonolüminesans olarak tanımlanan bu parlamalarla gündelik hayatta karşılaşmayı beklemek yanlış olur. Yani bir sürahiye su doldurup, suyu bekletip içinde gaz kabarcıkları oluştuktan sonra ona bağırarak ışık parlaması oluşmsını beklemeyemeyiz. Çünkü sesin işitebileceğimiz desibel seviyelerinden daha yüksek ve gaz kabarcıklarının mikrometre seviyelerinde olması gerekir.

►İlginizi Çekebilir: Radon Gazı Nedir?

Nükleer füzyon çalışmalarında sonolüminesans sırasında oluşan sıcaklığın kullanılması denenmiş ancak başarılı sonuçlar elde edilememiştir. Sonolüminesan çalışmalarında en fazla 10 bin Kelvin seviyesinde sıcaklığa ulaşılabilmiş. Ancak nükleer füzyon çalışmaları için 1 milyon Kelvin seviyelerinde sıcaklık gerekmektedir.