Havai Fişeğin Parlak ve Renkli Görüntüsü Arkasındaki Bilim

Hava fişekler renkli ve parlak görüntüsü ile festival, kutlama, düğün gibi organizasyonlara renk katmaktadırlar. Bilimsel olarak piroteknik olarak bilinen havai fişekler, özel günleri ve olayları daha da unutulmaz hale getirmeye yardımcı olmaktadır. Ancak, gökteki havai fişek patlamalarına bakarken, onları bu kadar renkli ve fantastik hale getiren şeyin ne olduğunu merak ettiniz mi? Havai fişekler genellikle ışık, ses ve ısı olarak üç enerji salımı biçiminden oluşmaktadır. Bu yüksek ses patlamaları ve ışık parlamaları üreten enerjinin hızlı salınımıdır. Her havai fişek kırmızı, beyaz, mavi veya mor renklerde kıvılcım patlamalarını oluşturmak için doğru kimyasal karışımı ile üretilmişlerdir.
Her havai fişek içinde hava kabuğu denilen bir kısım vardır Amerikan Kimya Derneği’ne (ACA) göre, hava fişekler barut ve yıldız olarak adlandırılan düzinelerce küçük modül içeren ve yaklaşık 1 ila 1,5 inç (3 ila 4 santimetre) çapında bir boru içine yerleştirilmiştir. Bu ışıkları saçan yakıt, oksitleyici bir madde, bağlayıcı metal tuzları veya metal oksitlerinden kaynaklanmaktadır. Zaman geciktirmeli bir sigorta barutu ateşlemektedir ve havai fişek havadayken bu hava kabuğunu patlatır, bu da ışıkların yerden dağılmasına ve patlamasına neden olarak ışık ve renk duşu üretmektedir. Ateşe maruz kaldığında, yıldızların yakıtı ve oksitleyici maddeler çok hızlı bir şekilde yoğun ısı üretir ve metal içeren renklendiricileri aktive etmektedir. Isıtıldığında, metal bileşiklerindeki atomlar enerjiyi emerek elektronlarının en düşük enerji durumlarından daha yüksek bir uyarılmış duruma yeniden düzenlenmesine neden olmaktadır. Elektronlar düşük enerji seviyelerine düştükçe, fazla enerji ile ışık olarak yayılmaktadırlar.
Her kimyasal element farklı miktarda enerji açığa çıkarmaktadır ve bu enerji yayılan ışığın rengini veya dalga boyunu belirleyen faktördür. Örneğin, sodyum nitrat ısıtıldığında, sodyum atomlarındaki elektronlar enerjiyi emer ve ateşlenir. Wisconsin-Madison Üniversitesi kimya profesörü Bassam Z’nin web sitesine göre, elektronlar yüksekten düştükçe, enerjilerini, mol başına yaklaşık 200 kilojoule (kimyasal maddeler için bir ölçü birimi) veya sarı ışık enerjisini serbest bırakmaktadırlar. Mavi oluşturan tarif, değişen miktarlarda bakır klorür bileşikleri içermektedir. ACA, web sitelerinde açıkladığı gibi, stronsiyum tuzlarından ve lityum tuzlarından gelmektedir ve en parlak kırmızı stronsiyum karbonat tarafından yayılmaktadır. Tıpkı boyalar gibi, ikincil renkler de birincil renk bileşenlerini birleştirerek yapılmaktadır. ACA, mavi üreten bakır bileşiklerinin ve kırmızı üreten stronsiyum bileşiklerinin bir karışımının mor ışıkla sonuçlandığını bildirmiştir. Havai fişekler yüzlerce yıldır bulunmaktadır ve yüzyıllar boyunca piroteknik kimyagerler olarak bilinen uzmanlar, sadece bir dizi şekil ve renkte nefes kesen görsel görüntüler üretmekle kalmayan, aynı zamanda kararlı ve güvenli bir şekilde kullanılabilen kimyasal kombinasyonları geliştirmişlerdir.

Neden Patlama Gürültülü Gerçekleşmektedir?

Bir havai fişek söndürüldüğünde çok sık duyulan bom sesi, anında havaya salınan aşırı miktarda enerji tarafından üretilmektedir ve bu da ses hızından daha hızlı genişlemektedir. Bu hızlı serbest bırakma bir şok dalgası üretir, bu yüzden havai fişeklerin elyafı haline gelen yüksek bir patlama duyulmaktadır. Bu ses gökyüzünde uçan uçaklarda çıkan yüksek ses patlaması gibi, bir şey ses hızından daha hızlı hareket ettiğinde oluşan bir durumdur.
Parlayan ışıklar ve ısı: Havai fişekleri bu kadar popüler yapan şeylerin çoğu, gökyüzünde ürettikleri parlak, renkli kıvılcımlardır. Havai fişeklerin ürettiği ışıklar, tuzların ısıtılmasının bir sonucudur. Öncelikle, bu tuzlar sofrada tüketilen yiyeceklere koyulan NaCl ile aynı değildir. Bunlar ısındığında bu renkler üretebilen özel tuzlardır. Havai fişeklerde kullanılan en yaygın metal tuzları kalsiyum klorür veya sodyum nitrattır.
Enerji kazanma ve serbest bırakma: Havai fişekler bu metal tuzlarını içermektedir, çünkü harici bir kaynaktan enerji toplayabilmektedir ve havai fişekler bir ateşle yakılmaktadır. Bu tuzların atomları enerji kazanır ve sonuç olarak, en düşük enerji durumundaki (zemin durumu) elektronlar çok hızlı bir şekilde yeniden düzenlenmektedir. Bu elektronlar enerji kazandıkça, daha yüksek enerjili bir duruma geçmektedir Bu tam anlamıyla bir açıklama olan uyarılmış durum olarak da adlandırılmaktadır. Bu elektronların sonsuza dek bu durumda kalmaları amaçlanmadığından, hızlı bir şekilde orijinal durumlarına, yani toprak durumuna geri dönmektedir. Bununla birlikte, temel duruma geri döndüklerinde, enerjiyi serbest bırakırlar. Bu özel enerji görünür ışık ve voila spektrumundadır! Sonuç olarak tüm bu muhteşem renkler ortaya çıkmaktadır.
Farklı enerjiler=farklı renkler: Hvai fişek patlamaları sırasında açığa çıkan enerji, fişek patladığında görülen renklerle sonuçlanır. Bu enerji, sırayla, havai fişek oluşturan elemanlara bağlıdır. Sodyum tuzları, örneğin, sarı bir renk veren yaklaşık 200 kJ / mol enerji salmaktadır. Benzer şekilde, stronsiyum tuzları ve lityum tuzları kırmızı renkler vermektedir, kalsiyum tuzları turuncu rengi üretmektedir, baryum bileşikleri yeşil renkleri salmaktadır ve bakır bileşikleri farklı mavi tonları üretmektedir ve bu üretilmesi en zor renklerden biridir.
Dikkatli olmak: Havai fişeklerin farklı renkleri göze göründüğü kadar muhteşem (bazıları için bom, havai fişeklerden istedikleri tek şey olsa da), havai fişeklere aşırı dikkat gösterilmelidir. Özellikle festivallerde konserlerde ve özel zamanlarda çok fazla havai fişekler kullanıldığında ölümle sonuçlanan birçok olay meydana gelmektedir. Bu yüzden tehlikeli bir patlayıcı kullanıldığı asla unutulmamalıdır. Havai fişekler, bilim ve enerjinin ürünleridir.

Havai Fişekler Hakkında 5 Gerçek

Havai fişeklerin, Kurucularının ABD’yi bağımsızlığa götürmesinden çok önce, eski Çin’e uzanan bir tarihi vardır. Ancak vatansever piroteknikler, Amerikan geleneğinde, New York Limanı’ndan San Francisco Körfezi’ne planlanan büyük yıllık şovlarla kullanılmıştır. Dört Temmuz kutlamaları başladığında, havai fişeklerin sesi ve ışıltısı ülkenin çoğunda kaçınılmaz bir seçenek olmuştur. İşte bu parlak patlamalarla ilgili bilinmeyen beş gerçek aşağıdaki gibidir:
1. Piroteknik bilime bağlıdır: Havai fişek gösterilerinde patlayan canlı renklerin arkasında biraz kimya vardır. Her havai fişek, renk değiştiren unsurlara sahip yıldız adı verilen peletler içermektedir. Baryum yeşil, bakır mavi, kalsiyum turuncu ve sodyum sarı yanmaktadır. Ağlayan söğüt benzeri görüntülere gelince onlar daha uzun yanan altın veya gümüş hoş bir iz etkisi yaratabilmektedir. Çatlamış ve cızırtılı görünenlerde genellikle magnezyum perklorat gibi bir çeşit flaş tozu bulunmaktadır. Farklı şekiller havai fişek almak bayrak gülen yüzlerinden gezegenlere kabuk içinde pelet desenlere bağlıdır. Desen kabukları ilk olarak 1990’lü yılların başlarında Washington DC’de, geri dönen Desert Storm birliklerini selamlamak, mor kalpler ve sarı yaylarda patlayan havai fişekler yaratmak için kullanılmıştır. Havai fişek desenlerindeki en son yeniliklerden biri, tasarımcılar yeni, şaşırtıcı şekiller sunmaya devam etmesine rağmen, küp şeklinde patlamalar ile gökyüzünü aydınlatma yeteneğidir.
2. En büyük havai fişek gösterisi Kuveyt yapılmıştır: Amerika’nın yılın bu döneminde piroteknik tutkusuna rağmen, en büyük havai fişek gösterisi için Guinness Dünya Rekoru Kuveyt’e aittir.. 10 Kasım 2012 tarihinde, Kuveyt şehrinde 64 dakika boyunca 3 mil uzunluğunda (5 kilometre) bir sahil şeridi üzerinde 77.282 bireysel havai fişek fırlatılmıştır. Yoğun gösteri, ulus anayasasının 50. yıldönümü kutlamaları için hazırlanmıştr.Ayrıntılı gösteri, Aralık 2006 yılında piroteknik uzmanlarının Madeira adasındaki 37 fırlatma yerinde 66.326 havai fişek fırlattığı önceki bir rekoru kırmıştır.
3. Patlama sesinden önce ışıklar çıkmaktadır: Işık, sesten kabaca milyon kat daha hızlı gitmektedir. Bu nedenle, gök gürültüsünü duymadan önce genellikle yıldırım görülür ve patlamaları duyulmadan önce de havai fişekler gökyüzünde görünür. Küçük bir matematikle, eylemden ne kadar uzakta olduğu tahmin edilebilir. İşte yapılması gerekenler: Bir havai fişek patladığını gördükten sonra, patlamaya kadar olan saniyeleri sayılmalıdır. Siz ve patlama arasındaki mesafeyi, kilometre olarak almak için bu sayıyı üçe bölünmelidir. Havai fişek patlamasını görmek ve duymak arasındaki boşluk 3 saniye ise, parlak patlamadan yaklaşık 1 kilometre (0.62 mil) uzakta durulduğu anlamına gelmektedir.
4. Patlama için büyük paralar harcanmaktadır: Amerikan Piroteknik Derneği’ne göre, ülke bir yıl da 645 milyon dolar harcayarak 93 milyon kg havai fişek almıştır. ABD Nüfus Sayım Bürosu’na göre, Amerika Birleşik Devletleri 2012 yılında Çin’den büyük çoğunluğu (218,2 milyon $) 227,3 milyon dolar havai fişek ithal etmiştir. Bu, Amerika Birleşik Devletleri’nin ihraç ettiği havai fişeklerin değerinin bir kısmı: 2012 yılında sadece 11,7 milyon dolardır.
5. Bayrak sallamak kutlamanın daha güvenli bir yoludur: Amerika Birleşik Devletleri’nde havai fişekle ilgili yaralanmalar dört Temmuz’da başlamıştır. ABD Tüketici Ürünleri Güvenlik Komisyonu’na (CPSC) göre, havai fişeklerden zarar gördükten sonra 22 Haziran ve 22 Temmuz 2012 tarihleri arasında acil servise 5.000’den fazla kişi gelmiştir. Şişe roketleri ve havai fişekleri, çocukların favorileri, bu yaralanmaların en az beşte birine bağlanmıştır. Havai fişekler insanlara zarar vermenin yanı sıra şaşırtıcı bir şekilde yangınlara ve kapsamlı maddi hasarlara neden olabilmektedir. Ulusal Yangından Korunma Derneği’ne göre, 2011 yılında havai fişeklerin tahmini 17.800 alev arkasında gerisinde 32 milyon dolarlık hasar meydana gelmiştir.

Kaynakça:
howstuffworks.com
explainthatstuff.com
nature.com

Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu

Yorum Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This div height required for enabling the sticky sidebar
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :