Işıldama olaylarının gizemli yönü her zaman insanların merakını çekmiştir, ama bu alandaki kuramsal çalışmalar ancak XX. yy’m başında kuvantum fiziğinin bulunmasıyla başlamıştır. Bugün, temel araştırmaların halen önemini korumasının yanında, ışıldamanın birçok bilimsel ve teknolojik uygulaması gerçekleştirilmiştir; bunlar optikelektronikten, lazere ve video ekranlarına kadar uzanır. İncelenen alana göre kimyasal ışıldama, ısılışıldama, elektroışıldama, radyoışıldama, biyoışıldama, fotoışıldama gibi alanlar ayırt edilebilir.
Beş duyumuz içinde olağanüstü iletişim yetisiyle görme duyumuz en güçlüsüdür: gözdeki 130 milyon retina hücresinin her biri saniyede bir düzine bilgi algılayabilir, bu da, aynı anda yapılan bir milyon telefon görüşmesine eşdeğerdir! Bir manzaranın, bir tablonun veya bir yüzün güzelliği gözümüze ulaşan ışık akışı sayesinde algılanır; bu algılama, dışsal bir ışık kaynağının, örneğin Güneş ışığı, elektrik lambası veya bir neon tüpünün ışıldayan kaynağının gözlenen cisimden yansıması sonucunda ortaya çıkar. Bazen, ışık kaynağının kendisi de, gözümüzü tam olarak kamaştırmadığı sürece gözlemin konusunu oluşturabilir. Televizyonların katot lambalı ekranları ve bilgisayar ekranları ışıldayan maddeler içerir; ayrıca hesap makinelerinin göstergeleri ya da ilan panoları da ışıldayan diyotiarla gerçekleştirilir. Düzenlenmiş bir ışıldama olan lazer yayımı, tüm kompakt disklerin okunmasında kullanılır. Laboratuvarlarda ise farklı tiplerdeki ışıldamaların kullanılması, incelenen nesneleri belirlemek veya fiziksel mekanizmaları araştırmak için çok duyarlı sonuçlara ulaşan bir yöntem sağlar: arkeolojik kazılarda bulunan çömlek parçalarının ısılışıldama (termolü-minesans) yoluyla incelenmesi, bunların tarihlerinin belirlenmesinde çok önemli rol oynar; ayrıca bazı bakterilerin ışıldamalarından kimyasal kirliliğin belirlenmesinde yararlanılır.
Birkaç on yıldan beri ışıldayan cisimlerle (ekranlar, reklam panoları) çevrelenmiş olmamıza rağmen, ışıldayan canlıların doğada pek fazla olmadığına işaret etmek gerekir; yalnızca bazı böcekler, kabuklular ve bazı balıklar bu garip güce sahiptir. Işık yayımına bağlı bu büyü duygusu, bize, olasılıkla uzak atalarımızdan kalma bir miras olmalı; gerçekten de ilk insanlar ışığı yayabilirle gücüne sahip değillerdi ve çevreleri ancak Ay ve yıldızlarla aydınlanıyordu. Ateşten yararlanmaya başlama, onlara ışık üretiminin bir biçimine egemen olma olanağı verdi. Bu, bir cismin sıcaklığının artmasına bağlı olarak ortaya çıkan ışıktı.
Ancak, bir ışık yayımı sırasında olagelen mekanizm timleyebilmek için XX. yy’ı ve kuvantum mekaniğinj mek gerekiyordu. Max Planck tarafından kara cisim ışın mecesini çözebilmek için önerilen foton kavramı, dah Albert Einstein tarafından bir ışık akışına maruz kalan talik levhadan yayılan elektronlarla ilgili olayı açıklan kullanıldı. Kuvantum mekaniğine göre maddenin tüm leri atomların çevresindeki elektronların etkileşimlerin dır. Elektronlar arasındaki tüm enerji alışverişlerine I eşlik eder, öyle ki bunlar sürekli olarak madde tarafınc nır veya soğurulur.
İLKE
Işıldama olayı, genellikle akkor halde olmayan bir ışık ) olarak tanımlanır. Işıldamanın bu tanımı, ısıtılma yoluyk ya da beyaz ışık yayılması dışındaki ışık yayınımına bağ] ziksel olayları içine alan geniş bir alanı kapsar. Bu alanın belirlemek için, gözü uyarabilecek bir fizik etki olarak ıs dar bir elektromanyetik ışınım dalga boyuna tekabül etti ret etmek gerekir. Işık sözcüğünün anlamının görülebilir < mrlandırılması, sadece bazı memelilerin görme duyarlılıg bağlıdır ve fiziksel olarak daha fazla bir anlam taşımaz.
Işıldama süreçleri, yayıcı sistemin ve üretilen enerjin şümü mekanizmalarının özellikleriyle belirlenmiştir. Biler kızıl altından morötesine kadar uzanan geniş bir da tayfında genellikle özdeştir. Dolayısıyla ışıldamanın fizi kanizmalarına mevcut yaklaşım, ilke olarak kızılaltı ve : yayınımları da içerir.
ELEKTRONLAR ARASI DEĞİŞİN ARACI OLARAK FOTON
Kuvantum mekaniğine göre elektronlar, tüm fizik sisi de olduğu gibi, belirli enerji düzeylerinde bulunurlar. Biı enerji düzeyini değiştirdiğinde, bir geçişin meydana gel söz edilir; yani elektron çevresiyle bir enerji değişimi ya tronun daha üst bir enerji düzeyine çıkması için enerji ]< sı gerekir; bir foton soğurarak kazanılan bu enerji, iki < zeyi arasındaki farka eşittir. Aynı şekilde bir foton salar tron enerji kaybederek daha alt enerji düzeyine geçer, nun enerjisi e, onun frekansı v ile orantılıdır (e = h • v); dalgaboyuyla (^.) ters orantılıdır (^. = c/v). Bir madde t soğurulan veya salman ışık tayfı, Balmer ve Rydberg’in ği gibi elektronların enerji düzeylerince belirlenir, am; manda bu enerji düzeyleri arasında hüküm süren belir ra tabidir.
Fosforışı. Bu ışıldama olayı bir televizyon ekranı üzerinde gözlemlent televizyon kapandıktan sonra karanlık bir odada cihazın saatlerce çok bir ışık yaydığı görülür (aşağıda yüksek tanımlı bir televizyon ekranın montajı ve ayarlanması).
IŞILDAMA
Optik lifler. Işık dalgalarına dayalı İletişim teknikleri 1970’lerden beri sürekli gelişmekte ve güncel araştırmalann konusunu oluşturmaktadır.
İÇİNDEKİLER
İLKE
ELEKTRONLAR ARASI DEĞİŞİM ARACI OLARAK FOTON OLANAKLI VE YASAK GEÇİŞLER ÇEŞİTLİ IŞILDAMA MEKANİZMALARI IŞILDAMADAN YARARLANMA
MAKLI VE YASAK GEÇİŞLER
eri düzeyleri arasındaki geçişler, başlangıçtaki düzey :aki düzeyin özelliklerine bağlı olarak olanaklı olmakla 32i geçişler yasaktır. Herhangi bir enerji düzeyinde bu-;lektron, kuvantum sayısı, simetri ve enerji gibi bazı özel-:etimlenir. Elektronun bu kimlik kartı, ona, kuvantik seç-denen kurallarla uyumlu olarak yer değiştirmesine bir pasaport vizesi olanağı sağlar. Ancak bu kurallar ba-ışı geçişlerle ihlal edilir, çünkü bu kuralların uygulanma-ık veren fizik sisteminin betimi çoğu zaman yetersiz dır. Yarıiletkenlerin ışıldama örnekleri bu kuralların öne-ya koyar.
İİTLİ IŞILDAMA MEKANİZMALARI
m mekanizması genel bir şemaya dayanır: yüksek bir zeyinde bulunan bir elektron önce uyarılır, sonra daha erji düzeyinde yeniden düzenlenerek yerini alır. Seçme izin verdiği takdirde bu yeniden düzenlenerek yer al-;nerji düzeyi arasındaki farka eşit bir foton şahmıyla ;;tli türden ışıldamalar, ışıyan malzemenin doğasına gö-s (mesela yarıiletkenlerin, lüminoforların ve organik lerin ışıması) ve özellikle elektronun yeniden düzenlenir. önceki uyarılma biçimine göre farklılık gösterir. Işıl-;:k kaynaklı bir enerji dönüşümüne bağlıdır: enerji kaydır elektronun uyarılması -» yeniden düzenleme -» ışıl-
>nşı ve fosforışı
manın uyarılmayı izlemesindeki gecikmeye göre iki tür
3 ayırt edilmesi âdet olmuştur. Eğer bu gecikme zayıf ise îan (flüoresans) söz edilir. Buna karşılık eğer bu gecikme mertebesinde veya daha fazla ise fosforışı (fosforesans) rjsudur. Ancak bu adlandırmalar eskidir ve gerçekte olup ■alnızca yaklaşık olarak anlatır. Fosforışıdaki gecikme et-ayca gözlenebilecek bir şey değildir; televizyon ekranının, apatıldıktan sonra da karanlık bir odada çok zayıf ışık ver-aa örnek olarak gösterilebilir.
syum ışıldaması, boşluklar
■aniletkende, elektrik akımının iletilmesi için elektronların dolu bir düzeyde, yani iletim kuşağı denen bir kuşakta çaları gerekir. Bunun için, hemen hemen doymuş bir dü-x yani iletim kuşağından bir yasak enerji kuşağı ile ayrılmış erlik kuşağı’ndan gelmiş olabilirler. Kristalleşmiş bir katı ci-elektronların dalga yapısı çok önemli bir rol oynar ve ile-^ağı ile değerlik kuşağı arasındaki enerji farkı elektronların boyuna bağlı olur. Farklı yarıiletkenler için iki ayrı durum ı çıkabilir ve gözlenebilir. İki enerji kuşağı arasındaki fark : kuşağı belirten bu boşluklu bölgeler için İngilizceden alı-ıp [geçit] terimi kullanılmaktadır), bir en üst değerlik kuşa-e bir en alt iletim kuşağına tekabül eder; bunlar aynı dalga ıda olabileceği gibi (bu, yarıiletkenler için gap direct [dolay-çit] denilen durumdur, galyum arsenikte [GaAs] olduğu gi-ya farklı dalga boyunda da olabilir (bu ise silisyum örneğin-iuğu gibi, yarıiletkenler için gap indirect [dolaylı geçit] deni-mımdur).
im kuşağında bulunacak şekilde uyarılmış bir elektron sü-orada kalmaz, yeniden değerlik kuşağına ya da bu kuşağa ı bir düzeye iner. Eğer geçit dolaysızsa, kuvantum mekaniği ala ilgili bir yeniden düzenlenmeyi öngörür, bu, bir foton ya-îır; en yüksek olasılıklı süreç budur ve bu süreç özellikle Ga-urumunda görülür. Bu ışık yayımından kompakt disklerin ucu lazer diyodarında ve mikrolazerlerde yararlanılır; bun-aAs ailesinden yarıiletkenler sayesinde gerçekleştirilir. Silis-da olduğu gibi dolaylı geçitli yarıiletkenlik durumunda, ışı-geçişi yasaktır ve yeniden ortaya çıkma durumuna ısı üreti-şlik eder.
,-lül 1990’da L.T. Canham, gözenekli silisyumda çok etkin bir ama gözlemledi; gözenekli silisyum, silisyumun hidroflüorik £ anodik yükseltgenmesiyle elde edilen özel biçimidir. Göze-i silisyum gerçek bir kuvantik gözenekliliktir; bunun içinde-elikler ve geçitler nanometrenin birkaç on katı büyüklüğün-tr. Yapının içindeki bu dönüşüm, yayımlı geçişlere ilişkin ya-amaları kısmen kaldırma olanağı verir. Aynca gözenekli silis-ıdaki boşluğun değerindeki artış, görülebilir bir ışıldamaya açar; oysa, olağan silisyumdaki ışıldama, yayımı yasaklanma-kızılaltında gerçekleşmektedir.
Yaşam, etkin bir ışık vericisi
Birçok hayvan türünde ışıldamaya rastlanır. Işıldama, iletişim konusunda hayvanların işine yarayabilir. Mesela dişi ateşböceği erkeğini bir ışık yayarak kendine çeker. Aynca bu ışık bir avı tuzağa düşürmekte işe yarayabilir. Denizlerin derinliklerinde yaşayan balıklar, mesela Melanocetus, ona verilen «avcı-balık» adına yaraşan özel bir tekniğe sahiptir: bu balık, av kabı gibi işlev gören ve ucunda avları kendine çekmeye yarayacak ışıltılı bir olta bulunan bir organa sahiptir. Kanatlı böcekleri, ışıldayan iplik ağları sayesinde tuzağa düşüren Bolitophila luminosa türü sivrisineğin larvaları da fototropiyi kullanır.
Biyoışıldama aym zamanda av peşindeki diğer canlılara karşı bir savunma aracıdır. Denizanaları, denizşakayıkları ve bazı balıklar saldırganları korkutan şiddedi ışıklar yayarlar. Kabuklular sınıfından Cypridina, kaçışım örten koyu bir ışıldama yayar. Gon-yaulax polyedra gibi küçük organizmalar (kamçılılar) daha özel bir mekanizma kullanılır: saldırıya uğradıklarında, kendilerine saldıranları avlayacak balıkları çekmek üzere ışık yayarlar. Burada beslenme zincirinin iki farklı halkasındaki av ile avlanan arasında nesnel bir işbirliği söz konusudur. Bazı balıklar da ışıldayan gerçek bukalemunlardır. Mesela Leiognathus’un karın çevresi, ye-mekborusu etrafında ortakyaşamada bulunan ışıldayan bakteriler sayesinde ışık yayar. Bu balık alttan bakınca görülemez, çünkü yaydığı ışığın renk ayarlamasını bulunduğu derinliğe uygun bir biçimde yapar.
Biyoışıldama olayı nasıl işler? Tüm ışıldama olayları gibi biyo-ışıldama da elektronların enerji düzeylerindeki geçişleriyle oluşur; lüsiferin ve lüsiferaz adı verilen bazı moleküllerin yüksek düzeyde yükseltgenmesiyle (bunlara peroksit denir) ortaya çıkar. Bu moleküller, hücre mekanizmalarım düzenleyen enzimler gibi organizma tarafından sentezlermiş enzimlerdir. Yükseltgenme, bu enzimleri uyarılmış parçalar halinde bölümlere ayınr; bunlar uyarılma durumundan çıkarak ışıldama yaparlar. Kimyasal ışıldamanın özel bir durumu olan bu basit mekanizma, mesela ateşböcek-lerinin ve Cypridina’nm ışıldamasına tekabül eder. Başka durumlarda ya birçok molekül ya da Pholas dactylus’ds. olduğu gibi gerçek bir protein olan çok büyük bir molekül devreye girer.
Biyoışıldamanın yayılmasını denetleyen nedir? Öncelikle hücrelerin yoğunlaşmasında rol oynayan lüsıferinlerin sentezi. Ama, lüsiferazlarm uyarılma derecelerini belirleyen peroksit iyonlarının birikimi de bu konuda rol oynar. Bazı lüsiferazlarm hücre zarına bağlanma derecesini asitlilik oranı belirler (uyarılmaların sınırlandığı durumlarda, ışıldama ortadan kalkmıştır). Bu biyokimyasal mekanizmaların kendisi, fizyolojik mekanizmalar tarafından yönlendirilir. Bazı plankton yosunlarının gündüz ışıldamaları en üst düzeyde, gece ışıldamaları ise en alt düzeydedir. Bu ritim sabit bir ışık ortamında kalmakta, ama güneş ışığıyla bir eşzamanlılığa girmezse bozulmaktadır. Gonya-ulax polyedra gibi yosun organizmalarda (kamçılılar), ışıldamalar saniyenin onda biri gibi kısa sürelerde bir parlama şeklinde gerçekleşir. Lazerlerdeki 10~13 saniyelik etkiden çok uzak olmakla birlikte, belki bu iki mekanizma arasında ortak bir yan bulunabilir; önceden uyarılmış bir molekül kümesi, hızla uyarılmadan önceki eski durumuna dönebilir, elektronların daha sonraki birleşme durumu ise yayılan ışınımla kendiliğinden uyarılmış olacaktır.
<ji. Işıldama tepkimesinin yeri genellikle kann düzeyindedir; lüsiferaz denen bir maddenin yükseltgenmesine dayalı bir kimyasal tepkimeyle ışıldama meydana gelir.
Balta balıklan derin sularda yaşayan birçok balık gibi ışıldar; burada ışıldama altderi düzeyindedir ve bu balıklara belirgin bir görünüm kazandmr.
IŞILDAMADAN YARARLANMA
Işıldamadan çok değişik alanlarda ve değişik biçimlerde yararlanılır: görüntü ekranlarında ve bilgi iletişiminde, değerlerin hesaplanmasında, eski cisimlerin tarihlendirilmesinde, aydınlatmada, deneysel olarak bazı moleküllerin yerlerinin belirtilmesinde veya ışıldayan bakteriler sayesinde bazı maddelerin saptanmasında bu etki kullanılır.
Görüntü ekranları: bir teknolojik imparatorluk, katot ışınlı ekranlar
Televizyon ve bilgisayar ekranlarında katodik ışıldamak ekranlar kullanılır; bunlar, bir uyarı kaynağından, vakumlu bir cam tüpün içinde elektron yayan bir elektron tabancasından ve bir ekrandan oluşur. Ekramn iç yüzeyi görüntü oluşturan ve ışık yayımlayan lü-minofor ürünlerle kaplıdır. Milimetrenin birkaç ondalığı çapındaki bir elektron demeti, ekramn tüm noktalarım saniyede 25 kez tarar.
Siyah beyaz katodik ekran tek bir lürainofor tabakayla kaplıdır ve tek bir renk verir: mesela yeşil veya sarı. Renkli bir ekram gerçekleştirmek ise daha nazik bir iştir, çünkü sırasıyla yeşil, mavi ve kırmızı renkler yayan üç tür lüminofordan oluşur. Görüntüyü oluşturan renkleri yayan üç elektron tabancasının zekice hazırlanmış maskeli ekrana düşürdüğü elektronlar bu üç rengin ortaya çıkmasına olanak verir. Gözün zayıf bir spektrometre olması, renkli televizyonu bulanlar için iyi bir şans sayılmalı: retinada renkleri ayırt etmemizi sağlayan görme hücreleri ancak üç tayf bölgesini ayırt edebilirler, bunların ortalama dalga boyları da mavi, yeşil ve kırmızıya tekabül eder. Yalmzca üç tür lüminoforla bir manzaranın renklerinin mükemmel bir görüntüsü elde edilebilir; oysa, ekrandan yayılan ışığın asıl manzaraya hiç de benzer bir tarafı yoktur.
Hesap ve iletişim: mikrolazerler yükselticiler ve optik bilgisayarlar
Yarıiletkenlerle gerçekleştirilebilecek en basit ışıldama düzeneği elektron yayan diyotlardır. Ters kutuplanmış bir metal ve yarıiletken birleşimi yalıtkandır. Bu birleşim, eğer diyota uygulanan gerilim yeterliyse, tünel etkisiyle metalin birkaç elektronunun aşabileceği bir enerji engeli oluşturur. Bu elektronlar yarıiletkende uyarılmış bir düzeyde yer alırlar, bu da onlara ışıldama olanağı verir.
Bu düzenekler yarıiletken lazerler kadar etkin değildir; yarıiletken lazerlerin yapımı çok daha naziktir, ama aym zamanda çok katmanlı yapılardaki yükseltme teknikleriyle, epitaksiyle ve molekül demeti akışıyla denetlenebilir. Bu teknikler, yarıiletkenlerin atom katmanları halinde, yükseltme kaynağı olarak işlev gören kristal yapılı maddenin üzerine yerleştirilmesi ilkesine dayamr. Böylece gerçekleştirilen mikrolazerlerin boyutu bir mikron düzeyindedir. Birkaç milimetre karelik bir alamn üzerine bir milyon mikrolazer ışığı düşürme olanağı vardır; gelecekte, entegre transistor devreleri MOS’lardan (metal oksit yaniletken) çok daha hızlı optik elektronik entegre devrelerin gerçekleştirilmesi söz konusudur. Bu teknoloji muhtemelen bilgisayar alamnda, optik elektronik bilgisayarlara önemli bir ağırlık verilmesine yol açacaktır.
Optik elektroniğin geliştirilmesinin önündeki en önemli erj; lerden biri, ışık yükselticilerinin gerçekleştirilmesindeki güçtür. Gerçekte ışık sinyalleri optik lifler sayesinde büyük bir ba:; rıyla aktarılabilmekte, ancak birkaç kilometreyi geçen uzakü:: da bu ileti zayıflamaktaydı. Terry Cline, ATT Bell şirketinin la:: -ratuvarlarında birlikte çalıştığı ekiple, optik liflere bağlı lazer y_ ■ sekicisiyle son derece zekice bir sistem gerçekleştirdi. Böyl;:; milyarlarca bilgi birimini bir saniyede iletebilecek bir optik lif “■ t oluşturuldu; bu, birkaç milyar telefon konuşmasına eşdeğere::
Tarihleme: eski çömlekler son derece iyi tarih bildirirler
Isılışıldama yöntemi, geçmişte yüksek bir sıcaklık artışına r: ; ruz kalmış malzemeleri tarihlendirebilmek için son derece yar::. bir yöntemdir. Bu yöntemle ateşte pişmiş çömleklerin ve ısıtık::-dövülen silah ve araçların olduğu kadar, volkanik kayaçların, ku-tortuların da tarihleri belirlenebilmektedir. 1950’lerde arkeolcî-a” eski çömleklerin tarihini belirlemek amacıyla bu yöntemi gekş^-‘ diler. Yöntem, elektronların enerji düzeylerinin varlığına dayara bu enerji düzeylerine tuzak düzeyler de denilebilir. Bu düzeye -J : rılarak gelen bir elektron, dış bir uyarı, mesela ısı var olmadan r -lundukları düzeyi değiştirmezler. Tuzak düzeyler, bir yalıtkana -da bir yarıiletkenin yasak kuşağında yer alırlar. Bu tür bir malzer.: yüksek sıcaklıkta ısıtıldığında, özellikle pişmiş çömleklerde c’a -ğu gibi, tuzak düzeylerdeki elektron sayısı hızla azalır ve olarak bu düzeyler boşalmış olur. Kozmik ışınlara ve kayaçls*-” radyoaktifliğine bağlı doğal ışıma, bu tuzak düzeyleri yemden.;: yavaş bir ritimle, ama büyük bir düzenle doldurmaya başlar. Be-.’ li bir bölgede bu ışıma ritmim ölçmek kolaydır ve zaman içinde r -yük bir evrim geçirmesi için bir sebep yoktur. Dolayısıyla bu ‘ -zeylerdeki sayıyı belirlemek malzemenin maruz kaldığı ışıma 5 -resini bulmak için yeterlidir. Bunu yapmak için, şiddeti malzer:: nin yaşıyla orantılı bir ışıldamayla düzeylerin boşalmasını sağla;-: cak bir ısı kullanılır. Malzemenin yaşı onun son fırınlanma ya§- -eşittir. Daha geliştirilmiş ölçme yöntemleri de kullanılmakta:–‘ özellikle malzemede farklı ölçülerdeki yapay ışıma gerçekleştir-: rek, ortaya çıkan ısılışıldama ölçülür. Bu yöntemler tarihlendtnr. ı lerde oldukça doğru sonuçlar sağlamaktadır. Aslında ısılışıldama mn duyarlılığı, pişmiş malzemenin birkaç yıl ile birkaç milyon arasında yayılan yaşını saptama olanağı vermektedir. Buna karş_ -karbon 14 yöntemi, ancak yüz yıl ile yüz bin yıl arasındaki bu’-‘ tuların yaşımn saptanmasına olanak vermektedir.
Aydınlatma: akkor ışımaya göre çok üstün bir verim
Aydınlatma ışığını üreten birçok fiziksel mekanizma vardır kor ışımalı lambaların, ışık kaynağı olarak pek çok sakıncası vara.’ Gerçekte akkor bir ışık kaynağının görünür ışığı yayması için en _; ‘
IŞILDAMA TİPLERlVE ENERJİ KAYNAKLARI
Enerji Adı Örnek
Işık Işıldama Kara ışık denilen aydınlatmalar (UV ışınlar, bunlar beyaz kumaşlarda mavi-mor bir yayınım
yapar.
Radyoaktivite Radyoışıidama Kol saatlerinin ya da çalar saatlerin kadranları.
Elektrik alanı Elektroışıldama Hesap makinelerindeki ekranların diyotları, kompakt disklerin okuyucu lazerleri.
Elektron demeti Katodik ışıldama Katodik ekranlar (TV ve bilgisayar).
Isı* Isılışıldama Arkeolojik çömleklerin tarihiendirilmesi.
Kimyasal bağ Kimyasal ışıldama Işıldama oluşturan bir kimyasal tepkime sonucunda güzel görüntüler veren süs lambaları.
Canlı bir Biyoışıldama Ağustos böcekleri ve
organizmadaki ateşböcekleri tarafından
kimyasal bağlar üretilen zayıf ışık.
Mekanik sürtünme Sürtünmeli ışıldama Plankton yosunlarının mekanik olarak biyoışıldaması sayesinde suyosunu köpüklerinde gece görülebilen ışıldama
* Isı, yeniden ortaya çıkmanın bir başlatıcısından başka bir şey değildir. Elektronlar başka bir enerji kaynağı tarafından uyarılmışlardır (kozmik ışınlar ve arkeolojide incelenen çömlek örneğindeki doğal radyoaktivite gibi).
ELEKTRONİK RADYASYONLARIN DALGA BOYLARI VE FREKANSLAR
V ışınları
x ışınları
morötesi
jggrunünşik
kızılaltı
■1 pm
■1 nm
■ 1 pm
■1 mm
mikrodalgalar —–,-1m
Herzt
dalgaları
■1 km
t T
‘’ekans dalga boyu
Optik lifli amplifikatör.
Bu amplifikatör iletişim hatlanndaki ve ağlarındaki sinyal iletim kapasitesini yükseltmektedir.
LAZER YAYIMI
: – ı=er adı İngilizce light amplifıaıtion by stimulated emıssion of radia-::z.J~n:ş ışınım yayımıyla ışık yükseltilmesi) cümlesindeki ke-
– ^ :” baş harflerinden oluşan bir kısaltmadır. Enerji şeması genel ; :._.damanınkiyle aynıdır: elektronların başlangıçta uyarıldığı bir _: – sr.erji düzeyi, bir de elektronlann yeniden düzenlenip bir foton
alçak enerji düzeyi vardır. Eğer ışık yayımına geçiş hemen yüksek düzey kuşağında çok sayıda elektron birikebilir,yani
– ; .ziye elektron pompalanmışlar denebilir. O zaman iş ani ve yoğun
– ^ -■ vayımı elde etmek için bu elektronlann yeniden düzenlenmesi-
– -.: imaya kalıyor demektir. Kuvantum mekaniğine göre bu yayımı
başlatabilir (bu fotonun enerjisi elektronun bir düzeyden
– geçiş enerjisine denktir). Yayım o zaman kendi kendim büyüten -. : i r. ~: çalışır. Buraya kadar, lazer yayımın yoğun lav ışıldamadan ne _ – – – . bir durumu var diye sorulabilir.
.- .-‘.a birlikte lazer yayımı, aşırı akışkanlığı ve aşırı iletkenliğiyle en-
– : ; vardan biridir ve kuvantik mahiyeti makroskopik bakımdan ■… _:”z önündedir. Bu özel ışıldama biçiminde fotonların tümü aynı
_. _■; rr.-jnda, aym fazda, aynı polarzmada ve aynı doğrultudadır: hepsi zz dizendedir; tümü yoğun bir ışık demeti halindedir. Uygulamada
— va sadece bir doğrultuda dağılmadan gidişinden yararlanılır (tele—: ~ „■ smpakt disk), ya yoğun enerjisinden (mikrocerrahî, kontrollü füz-
– .îhut iki demetinin bağdaşmasından yararlanılır (holografi).
:.;; £e olduğu nokta, filamamndaki sıcaklığın yaklaşık 6 000 °C ; -i- vani Güneş’in yüzeyindeki sıcaklığa eşit olduğu noktadır.
. ■__.<lann birbiriyle aym olması bir raslantı değildir, ama gözü-
– Güneş ışığının tayfına belirli bir uyum sağlamış olmasın-
• , Evnaklanmaktadır. 6 000 °C’ye ulaşmış bir ışık kaynağında,
_ .■ .rszminin enerji verimi yüzde 50’dir; yani diğer yarısıısıyadö–.. .: rratikte ise, filaman olarak kullanılan en çok ışık veren tung-
– î„~: metallerin veya karbonun ışık verirken ulaştığı sıcaklık er-: — “ktaları olan 2 000 °C’yi geçmez. Bu durumda verim olduk-;.;-jktür, enerjinin önemli kısmı kızılaltı ışıma yapar. Fizikçi I:: -;es Claude, XX. yy’ın başında bir asal gazda gerçekleştirilen ananın ışık verme verimini büyük ölçüde arttırdığını gösterdi. : . :z_;nıa bugün iyi bildiğimiz neon lambalarının temelinde ya-:ı; .-,’,Tica yarıiletken elektron ışıldamak diyotların kullanımıyla : _ verim daha da artırılabilir. Trityum radyoışıldamasınm kul-; f: lambalar bir meşale görevi görebilir, bunların yaşam süre-= – -szzıi yılı aşar, Bu lambaların, bir kıvılcım sonucu yangın çık-
– r-skinden uzak olmak gibi bir üstünlüğü vardır.
Deneyler: casus moleküller
; i 3 molekül kökleri bir ışıldama işlevi görür; bunlar bir ışınım-^ ;£ışıldama veya radyoışıldama), kimyasal bir tepkimeyle . ~.vasal ışıldama) veya başka yerel enerji kaynakları tarafından, r.rifj yüklü bir parçacığın geçişiyle uyarılabilir. Bu kökler, bir . _; H~a gerçekleştirmesi beklenen fizik sistemlerine ait molekül–zerine eklenebilirler, yani bir «casus molekül» olabilirler.
– r. 3 bu zayıf yoğunluklu casuslar, incelenen sistemin özellikle-
– ; davranışları üzerine yerel bilgiler edinebilmek umuduyla sis–s dahil edilebilir. Bazen bu ışıldama işlevinin doğal olarak var ; görülür; bu, yalıtılmış bölgeler içeren metallerle ilgili bir
: .romdur. Bu yalıtılmış bölgeler genellikle ışıldar ve bunları bir ; ; • zzsn demetine (katodik ışıldama) tutarak bu metallerin hari-uiju çıkarmak olanaklı olur. Baz uygulamalarda, özellikle sıvı . :z:.zıierin incelenmesinde casus moleküllerden yaygın olarak ı: Sanılmaktadır. Bu işaredeyiciler sayesinde, sıvıdaki özel böl-zaman içindeki evrimini izleme olanağı vardır; bu, bir değişimiyle veye moleküllerin yoğunlaşmasıyla mikron : .evindeki bir uzamsal çözünürlükle elde edilebilir. Bazı du-^srda ise, bu teknik, yayılan ışığın dalga boyundan daha kü-.. ■ boyutlara tekabül eden bilgilere ulaşma olanağı sağlar. Ara ■.rr/lerdeki toplam ışık yansıması durumu örnek olarak verile-•Işık bu ortamlara gittikçe zayıflayan bir biçimde işler, yani : _mün geometrik koşullarına bağlı olduğu ince bir kalınlığa ka-:j r :ner; bu kalınlıkta gerçekleştirilecek değişimler sonucunda, s ,-uzeylerdeki söz konusu ortamın özellikleri hakkında derin-. z-zs bilgi edinilebilir.
Kirliliğin saptanması: biyoışıldamayı yakalama peşindeki genetik yaratıklar
Sîkterilerdeki biyoışıldamamn potansiyel olarak çeşidi alanlarım uygulamaları vardır: çevre alanında, ziraî ürünlerde ve tıp ala-ia, Genetik mühendisliği üzerine yapılan araştırmalar genellik-: : -T’ayi sırları olarak saklanmaktadır, ancak yapılan bazı uygula–Li’ da vardır; özellikle bazı kimyasal bileşikler veya hastalıklı -: r._mlar, özel olarak yaratılmış bakterilerin ışıldamasından yarar—- ’arak saptanır. Bu tür saptamaların, bakterilerin büyük duyardan ve sinyal vermedeki hızları sayesinde önemli üstünlükleri ı rir; bu durum, özellikle hızlı bir teşhisin bir hayatı kurtarma ko-
– .rjr.daki önemi göz önüne alındığında dikkate değerdir. □
Beden dokutan na renk veren bir pigment özellikle farelerin derisine yerleştirilir; bu pigment mavi ışıkla karşılaştığında kuyruk ve kulaklarda fiüonşıldama yapar. Bu işaretleme yöntemi urlann yerlerinin belirlenmesinde m! oynar.
Katodik ışıldama. Elektrik akımı verilmiş bir kristalin ışıldama tepkisi gözleniyor (yukanda flüorinin çevresinde kalsit görülmektedir).
IŞILDAMA