Nasıl Oluyor Da Camın Arka Tarafını Görebiliyoruz?

Bir ağaç kütüğüne, alüminyum parçasına veya peynir kalıbına baktığımızda diğer yüzünü göremeyiz. Ama cama baktığımızda arkasında ne olduğunu görebiliriz. Pencereleri meşe ağacı, alüminyum levha veya kaşar peyniri yerine camdan yapmamızın bir nedeni budur.

Görülebilir ışık, uzay boşluğundan doğrudan geçer ve engellenemez. Ancak ışık katı cisimlere vurduğunda arka arkaya katı yapıda moleküllerle karşı karşıya gelir. Frekansına bağlı olarak ışık bu katı cisimlerin içinden geçebilir veya geçemeyebilir. Bir ahşap kapıya baktığımızda, kapının arka tarafını göremeyiz. Bununla birlikte cam gibi bazı katı cisimler hava gibi saydam görünür. Kapıya camdan bir pencere koyulursa, Güneş ışığı camdan geçerek içeriği aydınlatır.

Peki, Güneş Işınları Camdan Nasıl Geçiyor?

Işık fotonları ( parçacıkları ) madde içindeki atomlarla etkileşime geçer. Her şey, çekirdeği olan küçücük parçacıklar ve bir sürü elektrondan oluşan atomlardan meydana gelir. Atomlar gruplar halinde bir araya gelerek molekülleri oluşturur. Katı bir cisimde moleküller birbirini çekerek ve birbirine bağlanarak cisme ( ağaç parçası gibi ) mevcut şeklini verir. Bununla birlikte, katı bir cisimde bile olsa, moleküller hala titreşir ve hatta döner.

Işık katı bir cisme vurduğu zaman, bir kısmı emilir ve enerjisinin bir kısmı ısı olarak cisim içinde kalır ( yaz Güneş’i altında ısına bir taş parçasını aklınıza getirin). Ancak ışığın büyük kısmı geri yansıtılır, yani geldiği yöne geri gönderilir. Dolayısıyla katı cismi ( yerdeki o büyük taşı ) görürüz ama arkasında ne olduğunu göremeyiz.

Ancak bir cam parçasını yere koyduğumuzda, altındaki çimeni görebilir. Aslında cam o kadar saydamdır ki, insanlar ve diğer hayvanlar bazen fark etmeyip camdan pencere veya kapılara doğru yürür, koşar ya da uçarlar.

Cam çok özel bir cisimdir. Cam molekülleri ışık fotonlarının çoğunu emer ama sonra yansıyan fotonlarla aynı yöne doğru giden ışık fotonlarını geri salar.

Bunun nasıl gerçekleştiğini anlamak için atomlar hakkında daha çok şey bilmemiz gerekir.

Bir atom, normalde kendisinin en düşük enerji seviyesinde yani taban halindedir. Çekirdeğe yakın yörüngeli elektronlar olası en düşük enerji seviyesindedir. Aynı zamanda elektronların sahip olabileceği ve hala atomun parçası olarak kalabileceği maksimum bir enerji seviyesi vardır. Taban hali ve ‘’ iyonlaştırıcı ‘’ enerji seviyeleri arasında, elektronlar orta enerji halinde dolaşabilir.

Işık hilesi şudur
 Her bir atom türünün ( oksijen, sodyum vs. ) kendi elektronlarına ait belli bir enerji seviyeleri vardır ve ara seviyeler söz konusu değildir. Dolayısıyla bir elektron örneğin 4 veya 5 enerji seviyesinde hareket edebilir ama 4,2veya 5,1 seviyelerinde hareket etmez.

Elektronlar ışık fotonlarını hem emer hem de salarlar. Fotonlar küçük, ölçülebilir elektromanyetik enerji paketleridir. Bir elektron bir fotonu emerek yeni bir enerji seviyesine yükselebilir veya bir foton kaybederek daha düşük bir enerji seviyesine inmiş olur.

Cam molekül atomları içindeki elektronlar, Güneş ışığındaki yüksek enerjili ultraviyole fotonlarını emer çünkü UV fotonlarının enerjisi elektronların yükselmesi içim tam olarak gerekli enerji seviyesindedir. Pencereden veya araba camından yansıyan Güneşle bronzlaşmak zordur çünkü gelen UV ışınlarının büyük kısmı emilir. Güneşteki kızılötesi radyasyonu emdiklerinden, cam molekülleri hafifçe sallanmaya ve birbirine çarpmaya başlar ( araba camının el değmeyecek kadar ısınmasının nedeni budur).

Güneş ışığındaki görülebilir, sıradan ışık, camdaki enerjiye aç elektronlar tarafından kolaylıkla emilecek enerji düzeyinde değildir. Dolayısıyla cam molekülleri, görülebilir ışığın bir kısmını geri yansıtır. Hem pencere yüzeyini hem de camdaki yansımanızı görebilmenizin sebebi budur. Ancak görülebilir ışığın büyük kısmı camdan diğer tarafa geçer. Camın şeffaf olmasının nedeni budur.

Virginia Üniversitesi’nde fizik hocası olan Louis Bloomfield’e göre, camdaki elektronlar fotonlarla bir an için ‘’ oynar ‘’ ve sonra kendi yollarına gitmelerini izin verir. Fotonlar cam tarafından emildikten sonra yeniden dışarı atılır. Dolayısıyla camın arka yüzünü görebilmemize rağmen, aslında içinde çok fazla olay cereyan etmektedir.