Jet uçaklarının, gösteri uçaklarının arkasındaki iz nasıl oluşur? İzin oluşmasında yatan bilimsel olay nedir, hakkında bilgi.
Uçakların Arkasındaki İz Nasıl Oluşur?
Bir jet uçağı görülemeyecek kadar yüksekten uçsa bile bu uçağın rotası, bıraktığı beyaz buhar izinden anlaşılabilir. Jet yakıtı, karbondioksit ve görünmeyen subuharı meydana getirerek motorda yanar ve bu gazlar arka taraftan dışarı çıkar. Uçağın bulunduğu yükseklikte sıcaklık çok düşüktür (—56°C olabilir) ve subuharı hemen yoğunlaşarak su damlaları (ve hemen arkasından buz kristalleri) meydana getirir; bunlar havada ince uzun bir bulut halinde görünür.
Sis hücresi, gözle görünmeyecek kadar küçük olan elektrikle yüklü atom taneciklerinin kapalı bir yerde buhardan bir iz meydana getirerek yollarını açığa vurmalarına yarayan bir düzendir. Çekirdek fiziğinde kullanılan bu alet Profesör C.T.R. Wilson tarafından keşfedilmiştir. Kendisi bazı otom ışınımlarını gözle görülebilir hale getirmeye yarayan bir düzen meydana getirmiştir. Bugün radyoaktivite esnasında fırlatılan taneciklerin fotoğraflarını çekmemizi sağlayan bu aletini mükemmel hale getirmek için yıllarca deney yapmıştır. Önce bir bulutun nasıl oluştuğunu düşününüz. Havada daima biraz subuharı vardır; kuru hava suyla temasa gelirse su moleküllerinin bazıları sıvı yüzeyinden ayrılır ve havaya geçer, böylece havada gözle görülmeyen subuharı bulunur. Verilen bir sıcaklıkta havada ancak belirli miktarda subuharı bulunabilir; hava daha fazla buharı içinde tutamayacak hale gelince buna doymamış hava denir. Sıcak hava, soğuk havadan daha çok subuharını içinde tutabilir. Öyleyse subuharıyla doymuş olan hava soğutulursa artık hava içerisinde kalamayan subuharı yoğunlaşarak bulutlardaki yahut sisteki gibi minimini su damlacıklarından ibaret bir bulut meydana getirir.
Fakat bulut meydana gelmeden önce, su damlacıklarını, üzerinde toplaması için havada, toz gibi, küçük taneciklerin bulunması gerekir. Eğer bu «yoğunlaşma tanecikleri» yoksa bulut teşekkül etmez, çünkü su taneciklerinin etrafında toplanabilecekleri bir şey yoktur; o zaman hava aşırı-doymuş hale geçer. Böyle bir hava içerisine «yoğunlaşma tanecikleri» koyarsak, bunların etrafında derhal bulut meydana gelir.
Su Buharının Yoğunlaşması
Öyleyse subuharını yoğunlaştırmak için iki şey gerekir: Birincisi soğutulan, rutubetle doymuş (yahut aşırı-doymuş) hava; ikincisi de üzerinde suyun yoğunlaşabileceği uygun tanecikler.
Havadaki moleküllerin (meselâ oksijen, azot, asal gazlar vb.) subuharının yoğunlaşmasını başlatmakta etkisi olmadığı, fakat elektrikle yüklü taneciklerin (iyonların) pek etkili olduğu anlaşılmıştır. Çekirdek işlemleriyle açığa çıkan elektrikle yüklü bir tanecik gözle görülemez, fakat bir gaz içerisinde hareket ederken yolu boyunca çok sayıda gaz molekülünü iyonlaştırır. Hücredeki hava alçak basınç altında subuharıyla doymuşsa bu iyonların üzerinde minicik su damlaları yoğunlaşır, böylece yüklü taneciğin geçtiği yol boyunca, uçağın bıraktığı iz gibi, ince bir sis çizgisi meydana gelir. Bu sis bir ışık demetiyle aydınlatılıp fotoğrafı çekilirse, taneciğin hareketinin bütün ayrıntılarını görebiliriz.
Tanecik hücre içerisinden geçerken hücredeki havanın subuharıyla aşırı-doymuş olması gereklidir. Eğer basınç daha da azaltılırsa hava soğur ve soğuyan hava da daha az subuharı tutabilir. (Bir bisiklet lastiğinden hava kaçarken basınç düşer ve havanın çıktığı yerde bir soğuma hissedilebilir). Sis hücresine basıncı azaltmak, havayı soğutmak ve onu aşırı-doymuş hale getirmek için bir pompa bağlanmıştır. Fotoğraf alınırken aynı zamanda basınç azaltılarak soğuma meydana getirilir. Hücrenin içerisinde kayan bir piston vardır; bu piston aşağı doğru çekilince basınç düşer, hava soğur ve eğer üzerine konabileceği elektrikle yüklü tanecikler varsa su-buharı damlacıklar haline gelmeye hazır olur.
Yüklü tanecikler sis hücresine üst tarafındaki bir kurşun boru veya hücre içerisine asılmış ufak bir kap vasıtasıyla sokulur. Hücrenin içerisindeki basınç küçük olduğu için doymuş hava molekülleri yüklü taneciklerle fazla çarpışma olmasını önleyecek kadar seyrek olarak dağılmıştır. Böylece tanecikler esas yollarından fark edilecek derecede ayrılmamış olur. Sis hücresi atom çekirdekleriyle bunları bombardıman eden başka tanecikler arasındaki reaksiyonların incelenmesinde kullanılmıştır. Atomun parçalanabileceğini gösteren ilk deneylerin bazılarında da bundan faydalanılmıştır. Radyoaktif atomların çıkardıkları ışınlar gaz moleküllerini iyonlaştırdığı ve böylece bulut gibi izler bıraktığı için bu atomlar da kolayca fark edilebilir. (İyonlaşmış moleküller elektrikle yüklenmiştir).