Güncel Nedir

GÖKKUŞAĞI NASIL OLUŞUR?

Tarafından yazılmıştır admin

Bu güzel ve garip doğa olayı insanları o kadar ilgilendirmiştir ki çok eski zamanlardan beri onun nedenini bulmak için birçok kimse çaba sarf etmiştir. Acaba gökyüzünde neden tam bir daire yayı meydana gelir? Bu yayın uçları yeryüzüne değer mi, değerse nereye değer? Acaba neden bazen iki, hatta daha fazla gökkuşağı birden gözükür?

Bütün bu sorular 13. yüzyıla kadar geri gider ve Roger Bacon ve Descartes gibi ünlü isimler bile cevaplarına karışmıştır.

Çocukken hangimiz, pırıl pırıl parlayan renkli bir gökkuşağının (ki ona eleğimsağma, yağmur kuşağı ve ebekuşağı ve alkım da denir) uçlarını nereye düştüğünü bulmak ve onu yakından görmek istememiştir? Fakat o zaman bunun imkânsız olduğunu bir türlü anlayamamış ve büyüklerin sözlerini dinlemek zorunda kalmıştık, biz gökkuşağına yaklaştıkça o bizden kaçıyordu, çünkü o, elle tutulabilen bir şey değil, gözlerin bizi bir aldatması, bir illüzyonudur.

Açıklamamızda ileri gidebilmek için ilk önce bir gökkuşağının ne zaman ve hangi koşullar altında meydana geldiğini ve ne gibi bir şekilde bize kendisini gösterdiğini anlamak için gerekli gözlemleri toplayalım. Ne tam açık, ne de tam kapalı havada gökkuşağına rast gelinmez. Onun oluşmasının biricik şartı güneş ışınlarının mevzii bir yağmur bölgesine (hatta mümkün olduğu kadar kuvvetli bir yağışta) düşmesidir. Gözlemcinin kendisi güneşte olabilir, fakat buna muhakkak lüzum da yoktur. Hatta onun bulunduğu yerde hafifçe yağmur bile serpiştirebilir, bütün mesele onun üzerine güneşin düştüğü bir yağmur bölgesini görebilmesidir. Yağan yağmur yerine bir şelâle veya çağlayanın akan suyunun meydana getirdiği su tozları da arada sırada böyle bir gökkuşağının oluşmasına sebep olabilirler.

Bütün bunlar, gökkuşağının görülmesinin, güneş ışınlarının havada süzülmekte veya yere düşmekte olan su tanelerinin etkisinde kalması yüzünden mümkün olduğunu gösterir. Çok değişik büyüklükte sayısız su damlaları bir gökkuşağında rol alırlar. Nasıl bir yağmur bulutundaki su damlacıklarını teker teker göremiyorsak, bir gökkuşağında da ayrı ayrı damlaların katkısını anlamaya imkân yoktur; o devam edici, bütün bir şerit, bir kuşak olarak gözükecektir. Buna rağmen cereyan eden olayları esaslı olarak anlamak için, teker teker su damlacıklarını göz önünde tutmalıyız:

Bu görüntü daima bir daire yayı şeklinde ve olsa olsa yarım daire büyüklüğünde olmaktadır. Görünüşe göre yay parçası gökyüzünde iki taraftan başlamakta veya havada bitmektedir; bu, yağmur taneleriyle dolu olan gökyüzü parçasının büyüklüğüne bağımlıdır. Çünkü göze gökkuşağı görüntüsünü verebilecek güneş ışınları ancak bu bölgeden gelebilir. Yağmur taneleri gökkuşağında materyal olan, elle tutulabilen biricik şeylerdir; kendisinin bir görüntüden ibaret olduğu ise, gözlemcinin yerini her değiştirişinde onun da değişmesi, yani başka yağmur tanelerinin kuşağı meydana getirmelerinden anlaşılır.

ŞEKİL 1: Batan güneşin meydana getirdiği gökkuşağı

Şekil 1 de özellikle basit, fakat tam bir gökkuşağı ele alınmıştır. Gözlemci (gözü A da olmak üzere) geniş bir yüzey üzerinde durmakta ve arkasında tam batmak üzere olan güneşin ışınlarının kapladığı geniş bir gökyüzüne bakmaktadır. Yani güneş ışınları yatay olarak gelmektedir. Görünüşe göre gökkuşağı, B ayak noktasından, en üstteki C noktasından geçerek öteki ayak noktası D ye giden tam bir yarım daire oluşturmaktadır. Gökkuşağının herhangi bir noktasına E diyelim. Göz noktası A dan kuşağın bütün B C D E v.b. noktalarına birer doğru çekelim (bunlar ters doğrultuda, kuşağın noktalarından A göz noktasına gelen ışık ışınlarıdır), böylece bunlar bir koni yüzeyi meydana getirirler. Koni yüzeyinin ekseni AB, A dan geçen yatay doğru ve açıklık açısı (örneğin AC ile AF arasındaki açı) olarak esas kuşak için daima yuvarlak 42° verir. Şimdilik, kuşağın bir çizgiden çok bir şerit olan üst kenarının aşağıdakinden 11/20 kadar büyük bir açıya sahip olduğu göze alınmayacaktır. Eğer güneş tam ufukta değilde, ışınlarını eğik olarak arkadan gönderiyorsa, o zaman meydana gelecek gökkuşağının noktalarına gidecek doğrular gene aynı açıklık açısı 42° olan tamamıyla benzer bir koni meydana getirirler, yalnız bunun ekseni şimdi eğiktir, aşağıya doğrudur ve güneş ışınlarına paraleldir. Gökkuşağına gelince, tabii o şimdi ufkun üzerinde yarım daireden küçük olan bir kısmını gösterir. En büyük kuşaklar yalnız ufka çok yakın olan güneşten gelen ışınlardan elde edilir. Bakışın gerektiği takdirde daha derinlere erişebileceği bir çağlayanın su tozlarında, gökkuşağını tam bir daire olarak bile görmek mümkündür. Açıklık açısı yine 42°dir. Burada en hafif yan kuşakların, eğer göze gözüküyorsa, yuvarlak 51°lik bir açıklığa (ve 3° kadar da bir genişliğe) sahip olduğu söylenebilir.

ŞEKİL 2: E noktasında ışık ışınının bir su damlası vasıtasıyla doğrultusundan sapması.

Bütün bu söylenenler, bütün E su damlalarının, ne kadar büyük olurlarsa olsunlar, güneş ışınlarını yansıtmak yeteneği olduğu bilinmesi sayesinde anlaşılır. Onlar hiç bir zaman bu ışınlan tam geriye (1800) yansıtmazlar (ŞEKİL 2), böylece göz A’dan geçen bu yansımış ışın (her tarafa 138° yansıyarak giden ışınlardan bir tanesi) konisinin ekseniyle, güneş ışınlarının A’dan geçen paraleliyle, gene tam 420lik bir açı meydana getirir.

Bu bir tek su tanesinde gösterilebilir ve sonra renkler açıklanırsa, gökkuşağının sırları tam olarak meydana çıkmış olur.

Yalnız ilk önce hangi yağmur tanelerinin aslında gök kuşağını oluşturduğunu görelim. Görünüşe göre Şekil 1 deki daire yayının tam üzerinde bulunan tanecikler değil, AE doğrusunun önünde ve arkasında ve E’nin yanında bulunan bütün E…G noktaları, hepsi için aynı açı koşulları geçerlidir. Su damlalarının ne kadar ileriye veya geriye etkileri olduğu yağmur bölgesinin kalınlığına veya güneş ışınlarının bunun içerisine ne kadar derin girdiğine bağlıdır. Gök kuşağının pırıldayan bölgesi dairesel bir çizgi veya şerit değil, belirli bir derinliği olan bir koni yüzey parçasıdır. Koni yüzeyi üstünde bulunmayan bütün damlalar (örneğin E’nin dikine üstünde bulunan H) gökkuşağının oluşumuna hiç bir katkıda bulunmazlar. Tamamıyla koni şeklinde kabul ettiğimiz tek bir damlanın (ne kadar büyük olursa olsun) paralel güneş ışınlarına karşı ne gibi bir etki gösterdiği, esaslı olarak incelenmek istenirse, oldukça karışık bir mesele ortaya çıkar. Su damlasının etkisinde rol oynayan şeyler şunlardır: ışığın yansıması ve kırılması, kırılmanın ışık dalga uzunluğuna bağımlı olması dolaysıyla renklerin ayrılması (Dispersion) ve nihayet damla ne kadar küçükse, o kadar ön plana geçen kırınımdır. Kırınım o kadar belirsizdir ki, ışığın dalga uzunluğuna oranla büyük olan damlalarda onu göze almamıza yaklaşık olarak müsaade edilir. Renklerin ayrılmasını da ilk önce konumuzun dışında bırakacak ve güneş ışınlarının spektral saf olduğunu kabul edeceğiz.

ŞEKİL 3: Bir gökkuşak- ışık ışınının, -Esas gökkuşağında -Yan gökkuşağında seyri.

Bu koşullar altında Şekil 3‘te bir ışık ışınının koni şeklindeki bir damla içerisinde (büyütülmüş olarak) geometrik yolu, ölçüye göre çizilmiş açılarla beraber gösterilmiştir. Gökkuşağı için, B’de ise yan gökkuşağı için A’da su damlası gerçekten gelen ışık ışınını 1380 kadar ( = 80°-42°) geldiği ana doğrultudan yansıtır, B’de ise 231° kadar( = 180° + 51°). Yani bir ışın A’da damlanın üzerine gelir ve kırılarak (suyun kırılma kat sayısı 1,33 tür) içeri girer ve sonra B’de içeriye doğru yansır ve D’de tekrar kırılarak dışarı çıkar. Tabi A’da ve B’de kırılmadan başka yansıma da meydana gelir. B ve C’de ise yansımadan başka kırılma da meydana gelir. Kesik çizgilerle (yalnız a için) çizilen bu ışınlar asıl gökkuşağından sorumlu olan esas ışını hafifletirler, fakat doğrultusunu değiştiremezler. Şekil 3 esas ve yan gökkuşağında sapma açısı 138° veya 2310 ve koni açılış açısı 42° veya 51°nin nasıl meydana geldiğini gösterir.

Geriye ise gökkuşağının renklerini açıklamak kalmaktadır ki, bu oldukça kolaydır. Güneş ışığı beyazdır, yani kırmızıdan başlayarak turuncu, sarı, yeşil, mavi, ta ki menekşeye kadar spektrumdaki bütün renklerin bir karışımıdır. Kırmızı ışık en uzun dalga uzunluğu olanıdır ve başka bir ortama geçerken en az kırılır, menekşe ise en kısa dalga uzunluğuna sahiptir ve en fazla kırılır. Şekil 3’ün A ve D noktalarındaki kırılmalar tabii yalnız (orta) bir dalga uzunluğu için geçerli olabilir, diğerleri için daha büyük veya daha küçük olmak zorundadır. Böylece daha kuvvetli kırılmanın A ve D’de ışık ışınının daha kuvvetli bir sapmasına sebep olacağı anlaşılır. Bu ise a durumunda 42°lik koni açılış açısının küçülmesi anlamına gelir, b durumunda ise 51°lik koni açılış açısının büyümesi, çünkü burada ışının damlanın içindeki seyri, giren ışının aşağıya doğru eğik çıkabilmesi için, terstir.

Gökkuşağının gerçek durumunun gözlemi ile uygun olarak şunlar meydana çıkar: Esas gökkuşağını «iç» kısmı (en küçük koni açılış açısı) menekşe ile başlar ve «dışarıya» doğru yeşilden kırmızıya kadar gelir. Daha fazla dış kısmında (daha büyük koni açılış açısı), eğer ışık görülebilmesi için ışık yeterli derecede kuvvetli ise, yan kuşak kırmızı ile başlar ve dış kısmında da menekşe ile son bulur.

Yan gökkuşağı esas gökkuşağından iki kat geniştir ve ondan esas gökkuşağının 5-6 kat genişliği kadar ayrıdır.

 

KAYNAK: Cosmos Prof. Dr. W. BRAUNBECK

Yazar Hakkında

admin

%d blogcu bunu beğendi: