Bilim
Deniz Neden Mavidir « Doğa
Su renksiz ve saydam ve bir sıvıdır. Ancak beyaz renkteki bir küvete veya havuza doldurulan suyun aldığı renkten de görüldüğü gibi, kalın tabakalar halinde yeşil-mavi bir renk alır.
Denizin mavi renginin sebebi, gökyüzünün renginin mavi olmasıyla aynıdır ama sanıldığı gibi gökyüzünün maviliğini yansıttığı için deniz mavi renkte görülmez. Aslında atmosferde mevcut, azot, oksijen, karbondioksit gibi bütün gazlar deniz suyunda da bol miktarda bulunurlar.
Deniz suyunun rengi su moleküllerinin ışığı emiş ve yansıtış özelliklerine bağlıdır. Beyaz ışık dediğimiz güneş ışığında bütün renkler vardır. Deniz suyu molekülleri aynen atmosferde olduğu gibi, bu ışığın dağılımındaki kırmızı tarafındakileri emerler, mor tarafındakileri yansıtırlar. Deniz de bu nedenle mavi renkte görünür.
Ne var ki denizin rengi her yerde aynı değildir. Çeşitli yerlerde parlak mavi, koyu mavi, yeşil, turkuvaz hatta kırmızımsı renkler alır. Bu farklılıkları suyun sıcaklığı, derinliği, içinde yaşayan canlılar, dip tabiatı, tuz oranı gibi etkenler yaratırlar. Burada güneş ışığının atmosferde, bulutlarda tutulan miktarı da önemlidir.
Güneş ışığının neredeyse yarısı suyun bir metre derinliğinde soğurulmuş olur. On bir metreye varıldığında ise sadece onda birinin bu derinliğe ulaşabildiği görülür. 500 metreden sonra sadece fosforlu organizmaların biraz aydınlattıkları, mutlak karanlık hüküm sürer. Bu nedenle denizin renginde derinlik de önemli bir faktördür.
Karadaki yaşam gibi denizdeki yaşam da yeşil bitkilerin fotosentez yapabilmelerine bağlıdır. Bu enerjiyi güneş ışığı sağlar, dolayısıyla güneş ışığı denizdeki bitkilerin dağılımında belirleyici rol oynar.
Karaların kenarlarında yer alan az eğilimli kıta.sahanlığı bir bakıma karaların uzantısıdır. Bu bölge kara kökenli bitkilerin yığılma alanıdır. Bu bitkiler su içinde bile olsalar klorofil üretirler. Klorofil de en çok kırmızı ve maviyi emerken yeşil rengi yansıtır. Bu nedenle denizde derin yerler daha koyu mavi iken kıyıya yaklaştıkça renk biraz yeşile dönüşür.
Deniz suyunun rengi ve berraklığı ısıdan da etkilenir. Genel kanının aksine sıcak sularda hayat daha azdır. Soğuk sularda yaşam için önemli olan oksijen ve karbondioksit gazları daha fazladır. Su molekülleri de soğuk suda daha yavaş hareket ettiklerinden bu gazların suyun içinde çözülmüş olarak daha rahat kalmalarını sağlarlar.
Çürüyen bitkilerle birlikte deniz altındaki gıda zincirini oluşturan fotoplankton denilen su altı bitkileri ve zooplankton denilen küçük canlıların bol miktarda bulunması sonucu soğuk suların daha karanlık ve kasvetli görünümü oluşur.
Sıcak tropik sularda ise mercan kayalıkları sayılmazsa mikroskobik canlılar hemen hiç yoktur. Su daha saf ve temizdir. Bunun için de daha berrak ve mavi görünür. Tropik suların kıyılarının cam göbeği rengi ise dipteki kum tabakasının sarı renginin, sıcak suların berrak mavi rengiyle karışması sonucu oluşur.
Deniz suyu ortalama olarak bir litresinde 35 gram tuz içerir. Kutup bölgeleri ve kapalı denizlerdeki ırmak ağızlarının yakınları bir yana bırakılırsa bu oran dünya genelinde büyük bir farklılık göstermez. Buna rağmen güneş ışığına bağlı olarak buharlaşma nedeniyle sıcak denizler biraz daha tuzludurlar. Ancak bu denizlerin daha mavi görünmelerinin ana sebebi tuz oranı değil sıcak olmalarıdır.
Kızıl rengi, Kızıl denizde kırmızı renkli yosunlar, Amerika'nın batı kıyılarında ise tek hücreli organizmalar yaratırlar. Denizlerin renklerinde deniz kirliliği de önemli bir etkendir.
Antik Yunan Matematikçileri « Bilim Adamları
ANTİPHON (M.Ö. V. y.y.)
Yunan filozofu ve matematikçisi. Dairenin dördüllenmesini, bir dairenin içine çizilen düzgün çokgenleri kareleştirme esasına ve çokgenin kenarlarını sonsuz kere iki kart arttırmaya dayanan ir yöntemle elde etmeğe çalışmıştır. Böylelikle elde edilen dördüllenmiş geometrik şekiller, daireye çok yakın olmakla beraber hiç bir zaman tam bir daire değildir.
APOLLONİOS, PERGELİ (M.Ö. 262'ye doğru - 180'e doğru)
Yunanlı matematikçi ve astronom. Perge'de doğdu, İskenderiye'de yaşadı. Arkhimedes'intilmizi ve matematiğin yaratıcılarındandır; yazdığı bir kitapta koniklerin özelliklerinden bir çoğunu anlatır. Özellikle iki etekli bir koni bir düzlem tarafından kesilince, yerine göre bir elips, bir parabol veya bir hiperbol elde edileceğini gösterdi. Ayrıca, konik kesitlerin odaklarının varlığını ispat etti. Öteki eserleri kaybolmuş, bazıları Pappus sayesinde yeniden meydana getirilebilmiştir.
ARATOS (M.Ö. 315'e doğru - 240'a doğru)
Yunan şairi ve astronomu. Klikia'da soloi veya Tarsus'da doğdu, Makedonia'da öldü. Stoacıların talebesiydi. Makedonya kralı Antigonos Gonates ve Selevkoslar kralı Antiokhos Soter tarafından himaye edildi. Phainomena (Olaylar) adlı öğretici manzumesi, zamanındaki yeryüzü ve gökyüzü cisimleri hakkındaki bilgilerin, hava değişkliklerini haber veren belirtilerin bir çeşit dökümüdür. Cicero, bu eseri manzum olarak Latinceye çevirdi.
ARİSTARKHOS, SAMOSLU (M.Ö. 310 - 230)
Yunan astronomi bilgini. Kopernik'in öncüsü sayılan Aristarkhos, Yer'in hem kendi ekseni hem de güneşin çevresinde döndüğünü düşünen ilk bilim adamıdır. Ayrıca Yer ile güneşin ve ayın görece uzaklılıklarının hesaplanmasını sağlayan bir yöntem bulmuştur.
ARKHİMEDES (M.Ö. 287 - 212)
Syrakusai'de doğdu. Genç yaşta, Eukleides'in derslerini izlemek için İskenderiye'ye gitti. Yurduna döndükten sonra, kendini tamamen ilmi çalışmalarına verdi. bütün hayatı boyunca çok önemli buluşlarıyla insanlığın bilgisine katkıda bulunmaya devam etti. İlk olarak Arkhimedes, daire çevresine çapına oranı olan p sayısını, daire içine dışına çizilmiş düzgün çokgenler yardımıyla istenilen yaklaşıklıkla veren bir metot ortaya koydu. Çok büyük sayıları kolaylıkla belirtmeye yarayan bir yöntem bularak, yunan sayı sistemini geliştirdi.
İnfinitezimal geometrinin ilk çalışmalarını yaptı ve pekçok problemi inceledi. yayların toplama ve çıkarma formüllerini buldu. bir parabol parçasının, kendi adıyla anılan bir spiralin, küre ve silindir kesmelerinin alanlarını hesapladı. Küresel ve konik deyimleri adı altında, elips, parabol ve hiperbolün eksenleri etrafında dönmesiyle meydana gelen geometrik cisimleri inceledi. Mekanikte, sonsuz vidanın, haraketli makaranın, palanga ve dişli çarkın bulucusu olarak anılır. Fizikte, katılar statiği ve hidrostatiğin kurucusudur.
Ağırlık merkezi teorisiyle katılar statiğinin temelini attı. Yüzen Cisimler Üzerine İncelemeler adlı kitabında ise hidrostatiğin başlıca kurallarını verdi. Arkhimedes, Romalıların saldırılarına karşı Syrakusai'nin savunmasını yönetti. Üç yıl boyunca, Marcellus'un ordusunu hep başarısızlığa uğrattı. Çok uzak mesafelere taş veya ok atmaya yarayan makinalar yaptı; yine söylendiğine göre, düzlem aynaları ince hesaplarla birleştirerek güneş ışınlarını topladı ve şehri kuşatan düşman gemilerini yaktı. Her şeye rağmen Romalılar kenti aldılar ve bu sırada Arkhimedes öldürüldü.
AUTOLYKOS (M.Ö. IV. y.y.)
Yunan matematikçisi. Pitane'de doğdu. Elimizde iki eseri vardır: Peri kinumenes Sphairas (Hareketli Küre Üstüne) ve Peri Epitolon Kai Dyseon (Durağan Yıldızların Doğması ve Batması Üstüne).
BİON, ABDERALI (M.Ö. 300'e doğru)
Yunanlı matematikçi. Demokritos'un felsefi okulundan. Laeretesli Diogenes'e göre, bazı bölgelerde altı ay gece, altı ay gündüz olduğunu ilk defa o ileri sürdü. Bu duruma göre, dünyanın yuvarlaklığını ve ekliptikin eğikliğini daha o zamandan anlamış demekti.
DİOKLES (M.Ö. II. y.y. sonu - I. y.y. başı)
Yunanlı matematikçi. Sonradan kissoeides (sisoit) adını alan bir eğri yardımıyla verilen iki doğru arasında, orantılı iki ortalama bulmaya dayanan ünlü problemi çözdü.
DİOPHANTOS (M.S. 325'e doğru - 410'a doğru)
Yunan matematikçisi. İskenderiye okuluna bağlı idi. ilk altısı bugün elimizde bulunan on üç aritmetik kitabından başka, Açısal sayılar üstüne bir kitabı daha vardır: Peri Polygonom Arithmon. Metodunu Hipparkhos'dan aldığı birinci dereceden denklemeler üstüne kurduğu yeni teorisi ve ikinci dereceden denklemlerin çözümü ile ilgili çalışmaları matematiğe yenilik getirdi. Bıraktığı eserler çağdaş Yunanlılar, Araplar ve daha sonrada Rönensans geometricilerince uzun uzun incelendi.
EKPHANTOS, SYRAKUSAİLİ (M.Ö. 500'e doğru)
Eski Yunan gökbilimcisi ve filozofu. Syrakusaili Hiketas'dan dersler almıştır ve pythagorascı okulun görüşlerini benimsemiştir. Pythagorascı ve atomcu görüşleri birbirine bağlamayı deneyip dünyanın kendi çevresinde döndüğünü kabul etmiştir.
EUDOKSOS, KNİDOSLU (M.Ö. 406'ya doğru - 355)
Eski Yunan gökbilimcisi ve filozofu. Bir süre Atina'da Eflatun'un derslerini izleyen Eudoksos, birbuçuk yıl kadar Mısır'da kalarak rahiplerin gizli bilimlerini öğrenmiştir. Kyzikos'a gidip bir okul açarak ününü yaygınlaştırdıktan sonra Knidos'a döndü. İlk orantılı doğrular kuramını bulup çağının kuramsal güçlüklerinin çoğunu çözmeyi sağlayan altın kesit kuramını ortaya koymuştur. Eşmerkezli küreler kuramıyla güneç sistemindeki yıldızların hareketlerini açıklamaya çalıştı.
EUKTEMON (M.Ö. V. y.y.)
Eski Yunanlı gökbilimci. Euktemon'un, Methon'la birlikte Atina'da yapılan ilk kesin güneş tutulması çevrimi hesaplarını gerçekleştirdiği, mevsimlerin eşitsizliğini bulduğu, 19 yıllık ay güneş çevrimini (Methon çevrimi denir) ortaya koyduğu sanılmaktadır.
OİNOPİDES (M.Ö. V. y.y.)
Eski Yunan gökbilimcisi ve matematikcisi. Pythagoras okulundan olan Oinopides, güneş yılını yaklaşık 365 gün 9 saat olarak hesaplamıştır. Tutulum düzleminin eğikliğini ilk olarak bulduğu sanılmaktadır.
APOLLODOROS, BERGAMALI (M.Ö. 104'e doğru - 22)
Yunanlı hitabet hocası. Roma'da ünlü bir okul kurdu, öğrencileri arasında Octavianus'da vardı. Hitabeti bir sanat olarak değil, bir ilim olarak kabul ediyordu.
APOLLONİOS SOFİST (M.S. I. y.y.)
İskenderiye'de doğmuş hitabet hocası. Tiberius zamanında Roma'da ders verdi., bir Homeros Lugatı yazdı; bugüne kısaltılmış şekliyle ulaşmıştır.
Niels Bohr « Bilim Adamları
(1885 -1962) Söylentiye göre, Danimarka halkının övünç duyduğu dört şey vardır: gemi endüstrisi, süt ürünleri, peri masalları yazarı Hans Christian Andersen, fizik bilgini Niels Bohr. Bohr, hem bilgin kişiliği, hem insancıl davranışlarıyla, büyük hayaller peşinde koşan gençlere yetkin bir örnek ve esin kaynağı olan bir öncüydü. O, ne Rutherford gibi dış görünümüyle ürkütücü ne de Einstein gibi "arabaya tek başına koşulan at"tı.
Niels, Kopenhag'da görkemli bir konakta dünyaya geldi. Babası üniversitede fizyoloji profesörüydü. Niels çocukluk yıllarında "hımbıl" görünümüyle hiç de parlak bir gelecek vaadetmiyordu. ileride seçkin bir matematikçi olan kardeşi Harald da pek farklı değildi.
İki kardeşin en çok hoşlandıkları şey anneleriyle tramvaya binip kenti dolaşmaktı. Bir keresinde, boş tramvayda anne can sıkıntısını gidermek için olmalı, çocuklara masal söyler. Anlamsız bakışları, sarkık yanakları ve açık ağızlarıyla duran iki oğlanı uzaktan izleyen bir yolcu, "Zavallı kadın, bu iki şapşala bir şey anlattığını sanıyor!" demekten kendini alamaz. Niels Bohr'un bir çocukluk anısı bu.
Oysa Niels'in okul yılları son derece parlak geçer. Babasının entellektüel ilgi alanı genişti: Biri felsefeci, biri dilci ve biri fizikçi üç arkadaşıyla her Cuma akşamı bir araya gelir, düşün dünyasında olup bitenleri tartışırlardı. İki oğlan da bir köşede oturup uzun süren tartışmaları sessizce izlerlerdi. Özellikle Niels'in spekülatif düşünceye yakın bir ilgisi vardı. Nitekim, üniversitede fiziğin yanısıra ilginç bulduğu felsefe derslerini de kaçırmazdı.
Niels Bohr üniversiteyi üstün başarıyla bitirip; yirmi iki yaşında Danimarka Bilim Akademisi'nin altın madalya ödülünü alır. Delikanlının sonradan unutulan bir başarısı da İskandinav dünyasında tanınmış bir futbolcu olmasıydı. Bohr 1911'de doktora çalışmasını tamamlar tamamlamaz J.J. Thomson'la çalışmak üzere Cambridge-Cavendish Laboratuvarı'na koşar. Ancak genç bilimadamı burada umduğunu bulamaz. Herşeyden önce, İngilizce bilgisi yetersizdi; çevresiyle verimli iletişim kuramıyordu.
Sonradan, daha önce Rutherford'un olağanüstü yeteneğini farketmiş olan Thomson, nedense Danimarkalı gence sıradan biri gözüyle bakıyordu. Tartışmalı bir toplantıda Bohr'un ileri sürdüğü bir çözümü Thomson irdelemeksizin yanlış diye geri çevirir; ama daha sonra aynı düşünceyi kendisi dile getirir. Bu olayı içine sindiremeyen Bohr yeni bir arayış içine girer.
Bu sırada bilim dünyasının parlayan yıldızı Rutherford'dur. Katıldığı bir konferansında Rutherford'un coşkusu ve atılım gücüyle büyülenen Bohr, Cavendish'i bırakır, Manchester'de onun ekibine katılır. Rutherford deneyciydi, Bohr ise kuramsal araştırmaya yönelikti. Ama iki bilimadamı arasında başlayan ilişki ömür boyu süren dostluğa dönüşür. Öyle ki, Bohr biricik oğluna hocanın ilk adı "Ernest"i verir. Oysa, bursunun tükenmesi nedeniyle Manchester'de yalnızca altı ay kalabilmişti.
Bohr'un bilimde ilgi odağı atom çekirdeğine ilişkin deney sonuçları değil, kuramsal bir sorundu: Bir elektrik birimi olan elektronun atom kapsamındaki davranışının bilinen fizik yasalarına ters düşmesinin nedeni ne olabilirdi? Normal olarak, pozitif yüklü çekirdeğin çevresinde dönen negatif yüklü elektronun, devinim sürecinde, elektromanyetik radyasyon salarak enerji yitirmesi ve çekirdeğe gömülmesi; atomun çökmesi gerekirdi.
Max Planck'ın kara-cisim radyasyon katastrofuna benzer bir katastrof! Planck karşılaştığı sorunu E = hf denklemiyle açıklamıştı. Bu sorun da belki kuvantum kavramına başvurularak açıklanabilirdi. Hiç değilse Niels Bohr böyle düşünmekteydi.
Sorun, "spektrum analizi" ya da "spektroskopi" denen konu kapsamındaydı. Bohr "çizgi spektrası"na ilişkin bir formülden nedense habersizdi (Bohr, formülü bir meslekdaşının yardımıyla sonunda öğrenir. Okul ders kitaplarına bile geçen formülün, Bohr'un gözünden kaçmış olması ilginçtir).
Bir aritmetik oyununu andıran işlemi 1885'de Balmer adında İsviçreli bir lise öğretmeni bulmuştu. Buna göre, örneğin, hidrojen spektrumundaki kırmızı çizginin frekansını saptamak için, 3'ün karesi alınır, l bu sayıya bölünür, çıkan bölüm 32.903.640.000.000.000 sayısıyla çarpılır. Yeşil çizginin frekansı için işleme 4, mor çizginin frekansı için 5'le başlanır. Balmer, formülünü ortaya koyduğunda hidrojen spektrumunda yalnızca üç çizgi biliniyordu. Sonra bulunan çizgiler için işleme 6, 7, 8, ... sayılarıyla başlanır.
Bohr 1912'de Kopenhag'a döndüğünde çözüm aradığı problemi birlikte getirmişti. Atomun yapısını açıklamaya çalışan Bohr için Balmer formülü niçin önemliydi? Yanıt basittir: Bohr, Planck sabiti h'yi kullanarak bu formülle enerji kuvantalarından oluşan spektrumu açıklayabileceğini görmüştü.
Başka bir deyişle, formülün sağladığı ipucuyla atomların normalde neden enerji salmadığı, elektronların neden hız kaybedip çekirdeğe gömülmediği açıklık kazanmaktaydı. Bohr'un o zaman bilinen fizikle bağdaşmaz görünen görüşü başlıca dört nokta içeriyordu:
(1) Elektron, olası tüm yörüngelerde değil, yalnız enerjisi Planck sabitiyle bir tam sayının çarpımına orantılı olan yörüngelerde devinir.
(2) Elektron, enerji değişimiyle kuvantum yörüngelerinin birinden öbürüne geçebilir; ancak çekirdeğe en içteki yörüngeden daha fazla yaklaşamaz.
(3) Bir kuvantum yörüngede devinen elektron bir iç yörüngeye düşmedikçe radyasyon salmaz. Bu düşüş belli bir miktarda ışık enerjisi üretmekle kalır. Üretilen enerjinin frekansı iki yörünge arasındaki enerji farkının Planck sabitine bölünmesine eşittir:
(4) Bir elektronun taşıyabileceği enerjiler sınırlıdır ve bu kesintili enerjiler atomun kesintili çizgi spektrumunda yansır.
Atom yapısının anahtarını, salınan ışığın spektrumunda arayan bu görüşün, birtakım gözlemlere açıklık getirmekle birlikte, doğruluğu kuşku konusuydu. Bir kez aynı gözlemler başka hipotezlerle de açıklanabilirdi. Sonra, elektronların Bohr'un öngördüğü biçimde davrandığını gösteren somut kanıtlar da ortada yoktu henüz. Kaldı ki, kuvantum yörüngeleri düşüncesi olgusal dayanaktan yoksundu.
Bohr'un hipotezi öncelikle hidrojen spektrumunu açıklamaya yönelikti. Gerçi olgusal olarak henüz yoklanmamıştı, ama hipotezin Balmer formülünde yer alan sayının anlamını belirginleştirmesi, geçerliği açısından önemli bir avantaj sağlamaktaydı. Ayrıca, Bohr'un değişik kuvantum yörüngelerinin enerjilerini veren formülü, önerdiği atom kuramına istenen belirginliği kazandırır:
(Formülde m elektron kütlesini, e elektrik yükünü, h Planck sabitini göstermektedir. Bu harflerin deneysel olarak saptanan değerleri formülde yerlerine konduğunda, bir saniyedeki titreşimi gösteren sayı, 32.903.640.000.000.000, elde edilmektedir. Barmel'in bulduğu bu sayıya "Rydberg sabiti" de denmektedir).
Bohr oluşturduğu atomun kuvantum kuramını yayımlamadan önce Rutherford'un incelemesine sunmuştu. Rutherford herşeyde basitliği arayan titiz bir kişiydi. Bohr'un yazısı karmaşık, uzun ve gereksiz yinelemelerle doluydu. Rutherford düzeltilmesini gerekli gördüğü noktalara değindikten sonra, "Çalışman gerçekten ilginç; kuramının atoma ilişkin pek çok probleme çözüm getirici nitelikte olduğunu söyleyebilirim", diyerek genç bilimadamını yüreklendirmişti.
Bohr'un kuramı 1913'de ingiltere'de yayımlanır. Ne var ki, bilimadamlarının bir bölümünün tepkisi olumsuzdur: onlara göre, ortaya konan, bir kuram olmaktan çok rakamlarla oluşturulan bir düzenlemeydi. Oysa, başta Einstein olmak üzere kimi bilimadamları, çalışmanın büyük bir buluş olduğunu farketmişlerdi. Kuramın, spektroskopi biliminin atomik temelini kurduğu çok geçmeden anlaşılır. Bir yandan da kuramı doğrulayan deneysel kanıtlar birikmeye başlar.
Kopenhag Teorik Fizik Enstitüsü başkanlığına getirilen Bohr 1922'de Nobel Ödülü'nü alır. Artık kısaca "Bohr Enstitüsü" diye anılmaya başlayan Enstitü'ye dünyanın pek çok ülkesinden genç fizikçilerin akım başlar (Bunlar arasında Heisenberg, Pauli, Gamov, Landau gibi sonradan ün kazanan genç araştırmacılar da vardı). Kısa sürede dünyanın en canlı bilim merkezine dönüşen Enstitü bir grup üstün yetenekli genç için bulunmaz bir eğitim ortamı olmuştu.
Bohr hem bilgin kişiliği, hem insancıl davranışlarıyla büyük hayaller peşinde koşan bu gençlere yetkin bir örnek, esin kaynağı bir öncüydü. O, ne Rutherford gibi dış görünümüyle sarsıcı, ne de Einstein gibi "arabaya tek başına koşulan at"tı.
Bohr çalışma yaşamında sergilediği istenç gücünün yanısıra neşe ve mizahıyla gönülleri fethetmesini biliyordu. Bir keresinde tartıştıkları bir teori üzerindeki sözlerini şöyle bağlamıştı: "Bu teorinin çılgınca bir şey olduğunu biliyoruz. Ama ayrıldığımız nokta, teorinin, doğru olması için yeterince çılgınca olup olmadığıdır."
Danimarka baştacı ettiği bu insanla ne denli övünse yeridir.
