Why is glass transparent? - Mark Miodownik

Cam neden saydamdır? - Mark Miodownik

Çeviri: Arsel Acar Gözden geçirme: Eren Gokce

Take a look out your window,

Camdan dışarıya bakın

put on your glasses if you wear them.

ve eğer varsa gözlüklerinizi takın.

You might want to grab a pair of binoculars, too,

İsterseniz bir dürbün de ya da bir

or a magnifying lens.

büyüteç de alabilirsiniz.

Now, what do you see?

Şimdi, ne görüyorsunuz?

Well, whatever it is,

Bu her ne ise,

it's not the multiple layers of glass

tam önünüzde bulunan

right in front of you.

birkaç kat cam değildir.

But have you ever wondered

Ancak hiç böylesine katı bir şeyin, nasıl

how something so solid can be so invisible?

bu kadar görünmez olabileceğini merak ettiniz mi?

To understand that,

Bunu anlayabilmek için

we have to understand what glass actually is,

camın tam olarak ne olduğunu ve nereden

and where it comes from.

geldiğini anlamamız gerekir.

It all begins in the Earth's crust,

Her şey, Dünya'nın kabuğunda başlar

where the two most common elements are

ve burada en yaygın olan elementler silikon

silicon and oxygen.

ve oksijendir.

These react together to form silicon dioxide,

Bu ikisi birbiriyle tepkimeye girerek silikon dioksiti oluştururlar

whose molecules arrange themselves

ve bu moleküller kuvars denilen düzgün bir

into a regular crystalline form known as quartz.

kristali oluşturacak şekilde kendilerini düzenlerler.

Quartz is commonly found in sand,

Kuvars genellikle kumda bulunur

where it often makes up most of the grains

ve taneciklerin çoğunluğunu oluşturur

and is the main ingredient in most type of glass.

ve birçok cam türünün ana malzemesidir.

Of course, you probably noticed that glass

Elbette ki, camın küçük kuvars parçalarından

isn't made of multiple tiny bits of quartz,

oluşmadığını görmüşsünüzdür

and for good reason.

ve bunun sebebi de bellidir.

For one thing, the edges of the rigidly formed grains

Birincisi, kristalin yapısındaki sert şekilli tanecikler

and smaller defects within the crystal structure

ile küçük bozukluklar onlara çarpan

reflect and disperse light that hits them.

ışığı hem yansıtır, hem de yayar.

But when the quartz is heated high enough

Ancak, kuvars yeterince ısıtıldığında,

the extra energy makes the molecules vibrate

o ekstra enerji molekülleri bir arada tutan

until they break the bonds holding them together

bağlar kopana kadar titremesini ve

and become a flowing liquid,

akıcı bir sıvıya dönüşmesini sağlamaktadır

the same way that ice melts into water.

ve bu buzun suya erimesine benzerdir.

Unlike water, though, liquid silicon dioxide

Suyun aksine, sıvı silikon dioksit

does not reform into a crystal solid when it cools.

soğuduğu zaman tekrardan katı kristale dönüşmemektedir.

Instead, as the molecules lose energy,

Onun yerine, moleküller enerji kaybettikçe,

they are less and less able

düzenli bir pozisyonda hareket

to move into an ordered position,

edebilme yetenekleri daha düşüktür

and the result is what is called an amorphous solid.

ve şekilsiz katı denilen bir sonuç elde edilmektedir.

A solid material with the chaotic structure of a liquid,

Moleküllerin her tür boşluğu rahatça doldurabilmelerini sağlayan,

which allows the molecules to freely fill in any gaps.

sıvının karışık yapısına sahip katı bir materyal.

This makes the surface of glass uniform

Bu, camın yüzeyini mikroskobik

on a microscopic level,

düzeyde tekbiçim yapmaktadır

allowing light to strike it

ve ışığın farklı yönlere yayılmadan

without being scattered in different directions.

çarpmasını sağlamaktadır.

But this still doesn't explain

Ama bu yine de neden ışığın

why light is able to pass through glass

birçok katıda olduğu gibi absorbe edilmesi

rather than being absorbed as with most solids.

yerine camdan geçebildiğini açıklamamaktadır.

For that, we need to go all the way down

Bunun için, atom-altı düzeye kadar

to the subatomic level.

inmemiz gerekmektedir.

You may know that an atom consists of a nucleus

Bir atomun etrafında elektronların dolandığı

with electrons orbiting around it,

bir çekirdeğe sahip olduğunu belki biliyorsunuzdur,

but you may be surprised to know

ancak buranın çoğunluğunun boşluk olduğunu bilmek

that it's mostly empty space.

sizi şaşırtabilir.

In fact, if an atom were the size of a sports stadium,

Hatta, bir atom stadyum büyüklüğünde olsaydı,

the nucleus would be like a single pea in the center,

o zaman çekirdeği de ortasında tek bir bezelye boyutunda olurdu

while the electrons would be like grains of sand

ve elektronlar da uzak koltuklarda

in the outer seats.

kum taneleri gibi olurdu.

That should leave plenty of space

Bu, ışığın o partiküllerin hiçbirine çarpmadan

for light to pass through

geçebilmesi için

without hitting any of these particles.

yeterli boşluk bırakmaktadır.

So the real question is not

Bu yüzden asıl soru

why is glass transparent,

neden camın saydam olduğu değil,

but why aren't all materials transparent?

neden tüm materyallerin saydam olmadığıdır?

The answer has to do with the different energy levels

Bunun cevabı, bir atomdaki elektronların

that electrons in an atom can have.

sahip olabileceği farklı enerji düzeyleriyle ilgilidir.

Think of these as different rows of seats

Bunları bir stadyumda farklı oturma

in the stadium stands.

sıraları olarak düşünün.

An electron is initially assigned to sit in a certain row,

Bir elektrona başlangıçta oturması için belirli bir sıra verilmiştir,

but it could jump to a better row,

ancak belirli bir enerjiye sahip olursa,

if it only had the energy.

daha iyi bir sıraya atlayabilir.

As luck would have it,

Ne şanstır ki,

absorbing one of those light photons

atomun içinden geçen o ışık fotonlarından

passing through the atom can provide

birini absorbe etmek, elektronun

just the energy the electron needs.

ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlayabilmektedir.

But there's a catch.

Ancak burada bir nokta var.

The energy from the photon

Fotondan elde edilen enerji

has to be the right amount

bir elektronun bir sonraki sıraya gidebilmesi için

to get an electron to the next row.

doğru miktarda olması gerekmektedir.

Otherwise, it will just let the photon pass by,

Aksi taktirde, foton sadece geçip gidecektir

and it just so happens that in glass,

ve görüldüğü üzere camdaki sıralar

the rows are so far apart

birbirlerinden o kadar uzaklar ki,

that a photon of visible light

görülebilir ışığın bir fotonu

can't provide enough energy for an electron

bir elektronun bunların aralarında zıplayabilmesi için

to jump between them.

yeterli miktarda enerjiyi sağlayamamaktadır.

Photons from ultraviolet light, on the other hand,

Ancak, morötesi ışıktaki fotonlar

give just the right amount of energy,

tam da istenilen miktarda enerjiyi vermektedir

and are absorbed,

ve absorbe edilmektedir,

which is why you can't get a suntan through glass.

bundan dolayı da camın arkasından güneşlenemezsiniz.

This amazing property of being both

Hem katı, hem de saydam olabilmeyi sağlayan bu

solid and transparent has given glass many uses

muhteşem özellik camın yüzyıllar boyunca farklı

throughout the centuries.

şekillerde kullanılmasını sağlamıştır.

From windows that let in light

Doğa şartlarını dışarıda tutup,

while keeping out the elements,

ışığı içeriye alan camlardan,

to lenses that allow us to see both

gezegenimizin ötesindeki dünyaları

the vast worlds beyond our planet,

ve çevremizdeki küçük olanları

and the tiny ones right around us.

görmemizi sağlayan merceklere kadar.

It is hard to imagine

Modern medeniyetleri

modern civilization without glass.

camsız hayal edebilmek oldukça zordur.

And yet for such an important material

Fakat böylesine önemli bir materyal için

we rarely think about glass and its impact.

camın kendisini ve etkilerini pek az düşünüyoruz.

It is precisely because the most important

Çünkü camın en önemli ve

and useful quality of glass is

en kullanışlı özelliği, hem niteliksiz,

being featureless and invisible

hem de görünmez olması,

that we often forget that it's even there.

bu yüzden var olduğunu dahi sıklıkla unutabiliyoruz.