Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde Faraday kafesinin çalışma prensibini ve günlük hayatımızda nerelerde kullanıldığını öğreniyoruz.
Bu etkinlikte yapay bir gökkuşağı oluşturmaya çalışıyoruz. Deneyin adımlarını izleyerek, siz de gerçeğine benzeyen yapay bir gökkuşağı oluşturabilir, tıpkı bilim tarihinde olduğu gibi beyaz ışığı oluşturan ana (kırmızı, mavi ve yeşil) renkleri ve bunların karışımlarından oluşan renkleri keşfedebilirsiniz.
Bilmekte fayda var!
Aristoteles, gökkuşağının çembersel şeklini ve maddi bir varlık olmadığını açıklayan ilk kişidir. 1267 yılında Roger Bacon gökkuşağının, yanlış bir biçimde, yalnızca ışığın yağmur damlalarından yansımasıyla oluştuğunu varsaydı. Buna karşın, 1310 yılında Freibergli Theodoric (Dietrich) gökkuşağının, ışık ışınlarının yağmur damlalarından yansıması ve kırılması sonucunda oluştuğunu doğru olarak belirledi. 1637 yılında Descartes birincil ve ikincil gökkuşaklarının Güneş’in yükseklik açısına bağlı olarak göründükleri açıları, niceliksel olarak elde etmeyi başardı ve gökkuşağının yarıçapının tam değerini hesaplayabildi.
Gökkuşağı, gözlemlendiği yer neresi olursa olsun, her zaman çember şekline sahiptir. Bu olgudan şöyle bir sonuca ulaşabiliriz: Gökkuşağı maddi değildir, sadece ışıktan oluşur. Eğer gökkuşağı dokunulabilir bir cisim olsaydı, izlendiği noktaya göre görüntüsünün yerinin değişmesi gerekirdi. Yer değiştirdiğimizde artık aynı gökkuşağını görmediğimiz için onu asla yakalayamayız ya da dokunamayız. Her konumumuz için bir tane ve her zaman ön tarafından göreceğimiz şekilde sayısız gökkuşağı vardır. Renkli kemerin gösterisini hayranlıkla yanımda izleyen bir kişi, aslında benim gördüğümden başka bir gökkuşağı görür. Hatta gözlerimizin her birinin farklı bir gökkuşağı gördüğü de söylenebilir.
Gökkuşağı bir ışık tayfıdır. Işığın kaynağı Güneş olduğu için gördüğümüz tayf, beyaz güneş ışığının tayfıdır. Beyaz ışık aslında renklerin karışımıdır. Renklerin nasıl meydana geldiğini ilk olarak Newton keşfetmiştir. Newton 1660’larda, cam bir prizmanın güneş ışığını renklere ayrıştırdığını gördü. Bir prizmanın içinden geçen ışınlar kırılır. Fakat değişik renklerin kırılma açıları birbirinden farklıdır. Beyaz ışık içinde bulunan çeşitli renklerin prizmadan geçerken birbirinden ayrılmasının nedeni budur. Newton, ikinci bir prizma aracılığı ile renkli ışınların kırılıp yeniden tek bir beyaz ışık şeridi oluşturabileceğini de gösteren ilk kişidir.
Gördüğümüzde hepimizde hayranlık uyandıran gökkuşağı, ışığın doğasının anlaşılmasında birçok bilim insanına ilham kaynağı olmuştur.
Nelere ihtiyacımız var?
· 1 adet tepegöz (projeksiyon kolu çıkarılarak kullanılması daha uygun olacaktır)
· 6-7 litre su
· 1 adet cam/pleksiglas malzemeden yapılmış akvaryum (taban alanı tepegözün camının boyutunda olmalı)
· 2 adet A4 kâğıt
Ne yapıyoruz?
A4 kâğıtlardan birini tepegözün üzerine koyarak tepegözün ışığının akvaryumun alt kısmına ulaşmasını engelleyelim.
Suyu akvaryuma boşaltalım ve akvaryumu tepegözün üzerine yerleştirelim.
Diğer A4 kâğıdı ikiye katlayalım ve tepegözün üzerinde çok az açıklık kalacak şekilde görseldeki gibi yerleştirelim. A4 kâğıtlar tepegözden gelen ışığın çok az kısmının akvaryuma ulaşmasını sağlar. Bu açıklığın artırılıp azaltılması oluşan gökkuşağının kalınlığını değiştirir.
Düzeneğimizi hazırladık, şimdi tepegözü çalıştıralım. Tepegöz lambası ışık verdiğinde görsellerdeki gibi birbirinden güzel gökkuşakları oluşturabiliriz.
Kaynaklar:
Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde Faraday kafesinin çalışma prensibini ve günlük hayatımızda nerelerde kullanıldığını öğreniyoruz.
Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler kullanarak sabit makaralar, kaldıraç ve tekerleklerden oluşan ve bir bileşik makine olan “lastik tekerlekli vinç” düzeneği tasarlayacağız.
Deneyler köşesinin bu etkinliğinde basit bir kondansatör tasarlayıp birçok elektrik devresinde kullanılan bu elektronik devre elemanının çalışma prensibini öğreniyoruz.
Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında güneş enerjisi geliyor. Ancak güneş ışığından aldığı enerjiyi elektriğe dönüştüren geleneksel fotovoltaik gözeler sadece gündüzleri çalışıyor. Gündüzleri elde edilen enerjiyi geceleri kullanabilmek içinse başka enerji biçimlerine dönüştürüp depolamak gerekiyor.
Fren pedalına hafif bir dokunmayla, yüklü bir kamyonun nasıl durduğunu öğrenmek ister misiniz? Sürücü tarafından fren pedalına uygulanan kuvvet, fren hidroliği tarafından balatalara iletilir. Balatalar da tekerleklerle bağlantılı fren disklerini sıkıştırarak aracın yavaşlamasını ve durmasını sağlar.
Yarasalar ilgi çekici bir özelliğe sahip: Ses dalgalarını kullanarak tamamen karanlık bir ortamda çevrelerindeki nesnelerin yerini belirleyebiliyorlar. Görme engelli bazı insanların da bu özelliğe sahip olduğu biliniyor.
Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler kullanarak elektrik enerjisi elde edip enerjiyi ışık, hareket ve ses enerjisine dönüştüren bir düzenek tasarlayacağız.
Su, elektrik enerjisi kullanılmadan bulunduğu yerden daha yükseğe nasıl taşınabilir? Arşimet bu sorunu milattan önce üçüncü yüzyılda icat ettiği Arşimet vidası ile çözmüştü. Deneyler köşesinin bu etkinliğinde, Arşimet vidası tasarlayarak suyu yukarı taşımak amacıyla kullanılabilecek bir pompa yapıyoruz.
Bilim Genç olarak ODTÜ Saçılmalı Demet Hattı ve İVME-R’de yürütülen çalışmalarla ilgili ODTÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi ve İVME-R Müdürü Prof. Dr. Bilge Demirköz ile bir söyleşi gerçekleştirdik.
Bundan yüzyıllar önce Dünya’nın kendi etrafında dönüp dönmediği, ayrıca Dünya’nın mı Güneş’in etrafında yoksa Güneş’in mi Dünya’nın etrafında dolandığı bilim insanları arasındaki en hararetli tartışma konularından biriydi.