The invisible motion of still objects - Ran Tivony

Çeviri: Buse Çopur Gözden geçirme: Barın Selçuk

Many of the inanimate objects around you probably seem perfectly still.

Cansız nesnelerin çoğu muhtemelen tamamen hareketsiz görünüyordur.

But look deep into the atomic structure of any of them,

Fakat herhangi birinin atomik yapısına yakından bakarsanız,

and you'll see a world in constant flux.

sürekli devinim içerisinde olan bir dünya görürsünüz.

Stretching,

Esneyen,

contracting,

büzüşen,

springing,

sıçrayan,

jittering,

drifting atoms everywhere.

titreşen,

sürüklenen atomlar her yerdedirler.

And though that movement may seem chaotic, it's not random.

Ve bu hareket kaotik görünse bile rastgele değildir.

Atoms that are bonded together,

Atomlar birbirlerine bağlıdırlar

and that describes almost all substances,

ve neredeyse bütün maddeleri oluştururlar.

move according to a set of principles.

Atomlar belli bir ilkeye göre hareket ederler.

For example, take molecules, atoms held together by covalent bonds.

Örneğin, molekülleri ele alalım.

Kovalent bağlarla bir arada duran atomlardır.

There are three basic ways molecules can move:

Moleküllerin hareket edebilmesinin üç temel yolu vardır;

rotation,

dönme

translation,

yer değiştirme

and vibration.

ve titreşme.

Rotation and translation move a molecule in space

Dönme ve yer değiştirme molekülleri hareket ettirirken

atomlar aralarındaki mesafelerini korurlar.

while its atoms stay the same distance apart.

Vibration, on the other hand, changes those distances,

Diğer yandan, titreşim aralarındaki bu mesafeyi değiştirir

actually altering the molecule's shape.

ve molekülün şeklinin değişmesine sebep olur.

For any molecule, you can count up the number of different ways it can move.

Bir molekülün hareket edebileceği farklı yolların sayısını bulabilirsiniz.

That corresponds to its degrees of freedom,

Bu molekülün serbestlik derecesini belirler

which in the context of mechanics

ve sistemin bütününü anlayabilmemiz için teknik bağlamda

basically means the number of variables we need to take into account

hesaba katmamız gereken değişkenlerin sayısı demektir.

to understand the full system.

Three-dimensional space is defined by x, y, and z axes.

Üç boyutlu uzay; x, y ve z eksenleriyle tanımlanır.

Yer değiştirme sayesinde moleküller bu eksenlerde hareket edebilirler.

Translation allows the molecule to move in the direction of any of them.

Bu onlara 3 eksende serbestlik derecesi sağlar.

That's three degrees of freedom.

Ayrıca, bu eksenler etrafında da dönebilirler.

It can also rotate around any of these three axes.

That's three more,

Bu 3 ek yön daha demektir,

unless it's a linear molecule, like carbon dioxide.

tabii karbon dioksit gibi doğrusal atomları saymazsak.

There, one of the rotations just spins the molecule around its own axis,

Dönme hareketlerden biri molekülü sadece kendi ekseni etrafında döndürür

which doesn't count because it doesn't change the position of the atoms.

ama atomların konumunu değiştirmediği için bu sayılmaz.

Vibration is where it gets a bit tricky.

Titreşimde işler biraz daha karışır.

Let's take a simple molecule, like hydrogen.

Hidrojen gibi basit bir molekülü ele alalım.

The length of the bond that holds the two atoms together is constantly changing

İki atomu bir arada tutan bağın uzunluğu,

bir yay ile bağlanmış gibi sürekli değişmektedir.

as if the atoms were connected by a spring.

That change in distance is tiny, less than a billionth of a meter.

Bu mesafe değişikliği, metrenin milyarda birinden daha azdır.

The more atoms and bonds a molecule has, the more vibrational modes.

Ne kadar çok atom ve bağ varsa o kadar titreşim şekli vardır.

For example, a water molecule has three atoms:

Örneğin, su molekülünün 3 adet atomu vardır;

one oxygen and two hydrogens, and two bonds.

bir oksijen ve iki hidrojen ve iki bağ.

That gives it three modes of vibration:

Bu üç farklı titreşim şekli sağlar;

symmetric stretching,

simetrik esneme

asymmetric stretching,

asimetrik esneme

and bending.

ve bükülme.

More complicated molecules have even fancier vibrational modes,

Daha karmaşık yapılı moleküllerin farklı titreşim şekilleri mevcuttur;

like rocking,

sallanma,

wagging,

dalgalanma

and twisting.

ve bükülme gibi.

If you know how many atoms a molecule has, you can count its vibrational modes.

Bir molekülün atom sayısını biliyorsanız, titreşim şekillerini sayabilirsiniz.

Start with the total degrees of freedom,

İşe molekülün atom sayısının üç katı olan

which is three times the number of atoms in the molecule.

toplam serbestlik derecesi ile başlayın.

That's because each atom can move in three different directions.

Çünkü her atom üç farklı eksende hareket edebilir.

Three of the total correspond to translation

Bu 3 eksen bütün atomlar aynı yönde hareket ettiğinde

when all the atoms are going in the same direction.

yer değiştirme hareketine tekabül eder.

And three, or two for linear molecules, correspond to rotations.

Üç veya iki doğrusal moleküller için bu dönme hareketi demektir.

All the rest, 3N-6 or 3N-5 for linear molecules,

Geriye kalan 3N-6 ve ya 3N-5 doğrusal molekülleri ise titreşimdir.

are vibrations.

Peki tüm bu hareketin ardındaki sebep nedir?

So what's causing all this motion?

Molecules move because they absorb energy from their surroundings,

Moleküller hareket ederler çünkü enerjiyi çevrelerinden

çoğunlukla ısı veya elektromanyetik radyasyon şeklinde emerler.

mainly in the form of heat or electromagnetic radiation.

When this energy gets transferred to the molecules,

Bu enerji moleküllere aktarıldığında ise,

they vibrate,

titreşirler,

rotate,

dönerler

or translate faster.

veya daha hızlı yer değiştirirler.

Faster motion increases the kinetic energy of the molecules and atoms.

Daha hızlı hareket temek moleküllerin ve atomların kinetik enerjisini artırır.

We define this as an increase in temperature and thermal energy.

Bunu sıcaklık ve termal enerjide bir artış olarak tanımlıyoruz.

This is the phenomenon your microwave oven uses to heat your food.

Mikrodalga fırınınızın yiyeceklerinizi ısıtmak için kullandığı yöntem de budur.

The oven emits microwave radiation, which is absorbed by the molecules,

Mikrodalga özellikle su molekülleri tarafından emilen

especially those of water.

mikrodalga radyasyonu yayar.

They move around faster and faster,

Gitgide daha hızlı haraket ederler,

bumping into each other and increasing the food's temperature and thermal energy.

birbirlerine çarpıp gıdanın sıcaklığını ve termal enerjisini arttırırlar.

The greenhouse effect is another example.

Buna başka bir örnek ise sera etkisidir.

Some of the solar radiation that hits the Earth's surface

Dünya'nın yüzeyine çarpan güneş ışınlarından bazıları

is reflected back to the atmosphere.

atmosferden geri yansır.

Greenhouse gases, like water vapor and carbon dioxide absorb this radiation

Su buharı ve karbondioksit gibi sera gazları

and speed up.

radyasyonu emer ve hızlandırır.

These hotter, faster-moving molecules emit infrared radiation in all directions,

Daha sıcak ve hızlı olan moleküller, tüm yönlerden radyasyon emerler

including back to Earth, warming it.

ve böylece dünyayı ısıtırlar.

Does all this molecular motion ever stop?

Peki bu moleküler durur mu?

You might think that would happen at absolute zero,

Bunun mutlak sıfırda gerçekleşeceğini düşünebilirsiniz.

the coldest possible temperature.

Yani mümkün olan en düşük sıcaklıkta.

No one's ever managed to cool anything down that much,

Hiç kimse bir şeyi bu kadar soğutmayı başaramadı,

but even if we could,

bunu yapabilseydik bile moleküller, sıfır noktası enerjisi denilen

molecules would still move due to a quantum mechanical principle

bir kuantum mekaniği prensibi nedeniyle hareket edecekti.

called zero-point energy.

In other words, everything has been moving since the universe's very first moments,

Başka bir deyişle, evrenin yaratıldığı ilk andan beri her şey hareket halindedir,

and will keep going long, long after we're gone.

ve biz gittikten sonra bile uzun bir süre böyle devam edecek.