Işınım nedir, radyasyon nedir, kızılötesi ışın nedir? Işınım nasıl oluşur? Cisimlerin ışıması, radyasyon hakkında bilgi.
IŞINIM – RADYASYON
Güneş banyosu yapan bir kimse, güneşin ışınımını alacak tarzda açıkta uzanır. Güneş dünyanın hemen hemen biricik ısınım kaynağıdır ve dünyanın sıcak kalmasını o sağlar. Güneş ısı ve ışık salar. Isı ışınları (kızılötesi ışınlar) ışık ışınlarına çok benzerler. Fakat dalga boyları daha uzundur ve görünmezler. Işık ışınları gibi, boş uzay arasından gidebilirler ve gerçekten de, dünyaya gelebilmeleri için böyle yapmaları gerekir. Kızılötesi ışınlar, ısı enerjilerini kaybetmeksizin, boşlukta milyonlarca kilometreler gidebilirler. Onlar ancak atmosferimizi oluşturan gazlarla çarpışarak biraz ısı verirler ve yeryüzüne varmadan önce enerjilerinin çok az bir kısmını kaybederler. Bu ışınımın büyük bir kısmı yerden tekrar geriye yansır ve geriye kalanı, yani yeryüzünde soğurulmuş olanı, yerin kararlı bir sıcaklıkta kalmasını sağlar.
Kaynak: pixabay.com
Herhangi bir cismin kızılötesi ışınımla ısıtılması için, bu ışınımın direkt yolu üzerinde bulunması lâzımdır. Güneş banyosu yapan kimse, güneşin ısısını kendi derisi üzerinde hisseder, zira derisi üzerine ışınım düşmektedir. Eğer bir güneş şemsiyesi kullanırsa, ışınlar şemsiyeye çarparlar ve kendisi ışınımdan korunmuş olur ve kendi yerine şemsiye ısınır. Isı salan sadece güneş değildir. Evrendeki her cisim ısı salar. Dünyanın da ısı salması gerekir, zira eğer öyle olmasaydı, güneşten gelen ısı toplana toplana, dünyanın gitgide daha sıcak olması gerekirdi. Bir denge haline varılır ve dünyanın saldığı ısı da kendi sıcaklığının her tarafta aynı kalmasını sağlar.
Güneşin ısı saldığını anlamak kolaydır, fakat sandalye ve kitaplar gibi cisimlerin de ısı saldıklarını ve keza kendimizin de böyle olduğumuzu anlamak daha az kolaydır. Fakat vücudumuzunki kadar düşük sıcaklıklarda, ışınım miktarı gayet azdır ve biz bunun farkına varmayız. Ayrıca, güneş gibi çok sıcak cisimler ışık da salarlar, halbuki soğuk cisimler ışık salmazlar. Sıcak çayla dolu bir çaydanlık kızıl halde değildir, bununla beraber kendisinden gelen ışınım hissedilir.
Bazı yüzeyler başkalarından daha iyi radyatörlerdirler, meselâ donuk siyah yüzeyler, parlak gümüşlenmiş yüzeylerden daha iyi ısı salarlar. Böylece, donuk siyah bir çaydanlıktan ısı geldiği, parlak gümüş bir çaydanlıktan gelenden daha iyi hissedilir. Böyle olduğu, gümüş bir çaydanlığın daha kötü bir radyatör olması sebebiyle, daha uzun müddet sıcak kalmasıyla hissedilir. Bu sebeple, iyi bir ısı radyatörü lâzım olduğu vakit, ışıyan yüzeyler siyahlatılırlar; ışınımın minimuma indirilmesi istendiği vakit, yüzeyler gümüşlenirler ve beyaza boyanırlar. Bu sebeple bir vakum şişesinin iç cam çeperleri gümüşlenirler. Vakumun kendisi iletkenlik ve konveksiyonu durdurur, fakat ışımayı durdurmaz. Farklı yüzeylerin ışıma özelliklerini göstermek için, yüzlerinden her biri başka tipten bir yüzeye malik, bir açık metal kutu kullanılabilir. Kutu sıcak suyla doldurulur ve her yüzünün karşısına, eşit uzaklıklara, ışınım detektörleri (hazneleri siyahlatılmış termometreler, bu iş için çok elverişlidirler) konurlar. Her tip yüzey başka bir sonuç verir ve mat bir yüzeyin en iyi ışıdığını gösterir; beyaz yüzeyler kötü radyatörlerdirler ve parlak beyaz yüzeyler çok kötü radyatörlerdirler.
Bunun tersi de doğrudur, iyi bir radyatör, iyi bir ısı soğurucusudur. Bir elektrik ocağının karşısına tutulan siyahlatılmış bir termometre, beyaza boyanmış olan bir termometreden daha büyük bir sıcaklık yükselmesi gösterecektir. Bir kaya etrafındaki kar en önce eriyecektir, zira kaya, üzerine düşen ısının çoğunu yansıtan beyaz kardan daha iyi bir ısı soğurucusudur.
Bir cisimden gelen radyasyonun dalga boyu o cismin sıcaklığına bağlıdır. Bir çaydanlık gibi nispeten soğuk bir emetör, uzun dalga boylu görünmez ışınım verecektir, halbuki bir elektrik ocağı gibi sıcak bir radyatör daha kısa dalga boylu ışınım verecek ve bunun bir kısmı kırmızı ışık olarak görülebilecektir. Büyük bir dalga boylan menzilinde ışınım verileceği doğrudur, fakat bunun çok büyük bir kısmı belirli bir dalga boyu etrafında bulunacak ve salıcı cismin sıcaklığı arttıkça bu dalga boyu daha kısa olacaktır.
Cisimlerin çoğu ne mükemmel ısı radyatörü, ne de mükemmel soğurucudurlar. Mükemmel bir soğurucu ve radyatöre bir siyah cisim denir. Böyle bir cisim, kendi üzerine düşen radyasyonun hepsini soğurabilir ve kendi sıcaklığının karakteristiği olan ışınım salacakta. Eğer yıldızlar siyah cisim kabul edilebilirlerse, bu yoldan sıcaklıkları bulunabilir. Bir yıldızın ışınımı analizlenerek her bir dalga boyundaki ışınımın şiddeti bulunur ve bu şiddetten de yıldızın sıcaklığı anlaşılabilir. Daha soğuk olan yıldızların renkleri kırmızıdır.
