İki yüz yıl önce, günümüzde «ELEKTROMAGNETİK iŞINIM» diye adlandırılan tayfın, yalnızca mordan kırmızıya kadar olan görünür renkleri kapsadığı düşünülüyordu. 1800'de William HERSCHEL, Güneş' in, görülebilir tayfın kırmızı ucundan da ilerde enerji yaydığını buldu ve bu dalgaların ilk ölçümlerini yaptı. Günümüzde «kızılaltı» diye adlandırılan ve görünür ışık ile MİKRODALGA'lar arasındaki boşluğu dolduran bu dalgalar, Herschel'in düşündüğünden çok daha büyük bir tayf bölümünü kapsar. İnsanoğlu, kızılaltı ışınımı kullanmayı XX. yüzyılın ikinci yarısında öğrenmiştir. Günümüzde kızılaltı ışınım, tıp. pişirme, gazların incelenmesi ve askeri teknoloji gibi çeşitli alanlarda kullanılmakta ve büyük değer taşımaktadır.
Herschel'in kızılaltı ışınımı bulması, kolaylıkla yinelenebilen bir deneyle gerçekleşmiştir. Güneş ışığını bir yarık ve bir PRİZMA'dan geçiren Herschel, bir masa üstünde tayfın çeşitli renklerini elde etti. Bu renklere, her ışık renginin taşıdığı enerji miktarını bulmak için, karartılmış termometreler yerleştirdi. Güneş enerjisinin çoğu sarıyeşil bölgededir. Bununla birlikte, prizma, mayi, yeşil ve sarı ışığı yayıp, kırmızıyı topladığı için, Herschel'in termometresinde kırmızı en yüksek değeri verdi ve bu sonuç, onu kırmızının da Ötesinde deneyler yapmaya itti.
Herschel'in bulduğu ışınımın 0,8 mikrometre (metrenin milyonda biri olarak kısaltılır ve çoğunlukla «mikron» diye adlandırılır) dolayında bir dalgaboyu vardı. Görünür ışık, 0,4'ten 0,7 mikrona kadar olan bölgeyi kapsar. Kızılaltı ışınım ise, 1 000 mikrona (1 mm) kadar uzanır. Kızılaltı ışınım insan gözü tarafından görülemez, ama ısı özelliği nedeniyle, deri tarafından, tıpkı Herschel termometresinde olduğu gibi algılanabilir. Elektrik sobası çalıştırılınca da, ısıtıcı öğe kızarmadan önce, kızılaltı ışınım salar ve bundan ötürü bir sıcaklık duyarız. Görünebilir tayfta, bir cisim soğudukça, daha kızıl görünür. Bu ilişki, kızılaltında da geçerlidir. 900°C'tan soğuk cisimler, bütün enerjilerini kızılaltında yayarlar. Oda sıcaklığındaki cisimler, en çok 10 mikronluk dalgaboyunda ışınım salarlar.
Kızılaltı ışınımın saptanması:
İnsan gözü 10 mikronluk ışınıma duyarlı olsaydı yapay ışığa gereksinim olmazdı: Gece ve gündüz, her şey görülebilirdi. Canlılar, çevrelerinden daha sıcak, dolayısıyle de parlak olurdu. Soğuk cisimlerse daha karanlık görülürdü. Sözgelimi, buzdolabındaki nesnelerin bulunmasında güçlük çekilirdi. Karanlıkta «görebilme» özelliği, askeri alanda büyük değer taşır. Bu yüzden, termometrelerden üstün algılama ve saptama sistemleri konusunda pek çok araştırma yapılmıştır. Kızılaltı bulucularının çoğu tek öğelidir. Yani, bir cismin iki boyutlu görüntüsünü oluşturmaz, yalnızca üstlerine düşen toplam ışınımı ölçerler. Bu bulucuların en verimlisi, her türlü kızılaltı ışınım dalgalarına duyarlı olan BOLOMETRE'lerdir.
Kızılaltı bulucuları, silahları, sıcak bir hedefe yöneltme amacıyla, güdümlü FÜZE"lerde de kullanılır. Son yıllarda kızılaltı görüntü aygıtları (vidikonlar) geliştirilmiştir. Vidikonlar, 10 mikronluk ışınıma yanıt verirler ve normal oda sıcaklığındaki ışıksız görüntüyü televizyon ekranında gösterebilirler. Bazı yılanlar da, avlarını gece yakalayabilmelerini sağlayan, 10 mikronluk ışınımı «görme» özelliği taşırlar.
Fotoğraf emülsiyonları 1,1 mikron dalga uzunluğundan daha kısa ışığa duyarlı yapılabilir. Bu dalga uzunluğu, hava ve toz moleküllerinin çaplarından büyüktür. Böylece, sis ve dumanda kızılaltı film üstüne çekilmiş bir görüntü, maviye duyarlı film üstüne çekilmiş bir fotoğraftan çok daha iyi sonuçlar verir: Mavi ışık, hava tarafından kolaylıkla saçılır. Oldukça yeni geliştirilen özel bir kızılaltı renkli film türünde de, renkler, tayfta kaymış gibi görünür. Bu filmde mavi ışık hiç görülmez; yeşil cisimler mavi, kırmızı cisimler yeşil, kızılaltı cisimler de kırmızı görünür. Söz konusu filmler, değişik kızılaltı yansıma yapan bitki örtüsünün havadan belirlenmesinde çok yararlı olmaktadır.
Kullanımı:
Kızılaltı ışınım, bir cisme ısı iletmek ya da ondan yayılan ısıyı algılamak için kullanılır. Isıyı iletimden çok, doğrudan ışınımla verdiğinden, cisimleri çok hızlı ısıtır. Sözgelimi, kızılaltı ışınım fırınında bir biftek, iki dakikada kızartılabilir.
İnsan derisi, kırmızı ışığı biraz, daha uzun dalgaboylu ışığı ise daha çok geçirir. Bu nedenle, kızılaltı ışınım, insan bedeninin derinliklerine kadar girebilir Kızılaltı lambalar, fizik tedavisinde, kasların ve hücrelerin ısıyla iyileştirilmesinde kullanılır. Ayrıca, 10 mikronluk vidikonlarla, «termografi» denilen bir yolla, insan derisinin ısısı incelenebilir. Termograflar, kan akışının normal olmadığı bölgeleri saptayarak, teşhiste yardımcı olurlar.'
Gaz moleküllerinin, tayfın kızılaltı bölgesinde özgül titreşim frekansları vardır. Değişik moleküller, kızılaltı ışınımı farklı dalga bantlarında soğururlar. Bu yüzden, gazların tayfı, tıpkı parmak izi gibidir. Tayfsal ışıkölçerin değişik dalgaboylarındaki geçirimi incelenerek, bir gazın bileşimi belirlenebilir.
Dünya atmosferindeki su buharı ve karbon dioksit, kızılaltı ışınımı, «atmosfer pencereleri» adı verilen bazı dar dalga bantları dışında, bütünüyle soğurur. Bu bantlardan biri, 10 mikron dalgaboyuna denk düşer ve oda sıcaklığındaki görüntülerin uzaktan belirlenmesine yarar. Kızılaltı ışınımla, atmosferin dışındaki cisimleri de inceleyebiliriz. Kızılaltı gökbilimi, bulutsuların ve bazı yıldızların çevresindeki geniş toz bulutlarının keşfedilmesinde kullanılmıştır.


Kaynak:4-cilt: 4

Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Araçlar ve Gereçler »