• 0

    Lazer ile soğutma üzerinde değerlendirme

  • 0

    Günümüzde artık endüstriyel ürün haline gelmiş olan "Lazer ile Soğutma" konusunu duymuşsunuzdur. (https://www.lazeryedekparca.net/lazer-sogutma.html)
    Aynı şekilde çeşitli deneylerde, soğutmak içinde lazer kullanılıyor. (https://www.gercekbilim.com/ilk-kez-lazerle-sivi-sogutma-gerceklestirildi/ )

    Aslında genel olarak bildiğimiz, lazerlerin ısı verdiği ve yakıcı olduğu yönünde ama aynı lazerlerin soğutma özellikleri de mümkün..

    Temel ilke; "atomun (elektronların) uyarılarak, aldıklarından daha fazla enerjiyi foton olarak salmaları ve bu şekilde titreşimlerinin azalması"...

    Aslında ana ilkeye bakarsak, parçacıkların titreşimlerinin artması (ısı artışı) ve azalması (soğuma) aynı temele dayanıyor.
    Burada sanırım üzerine lazer ışını yollanan malzemenin temel parçacıkları ile lazer ışığının frekansı ve dalga boyu (dolayısıyla enerjisi) belirleyici gibi gözüküyor.

    Bu durumdan bir başka sonuç daha çıkartıyorum. sıcaklık, ortamdaki enerji miktarıyla dolaylı yoldan bağlantılı iken, esas belirleyici olanın titreşim düzeyi olduğu..
    Elbette enerji fazla oldukça, titreşim de artıyor. Ya da tam tersi... Ama ilk göz önüne alınması gereken etken, malzemenin temel parçacıklarının titreşim düzeyleri... (Aksi halde üzerine lazer ile enerji aktarılan bir atomun soğumasını başka nasıl açıklayabiliriz.)

    Burada üzerinde düşündüğüm diğer nokta ise, lazer ışığının frekansı ile bu ışına maruz tutulan malzemenin titreşimleri muhakkak bir girişim yaptığına göre, yapıcı ve yıkıcı girişimler yapmasının ısıtma ve soğutma işini nasıl etkiliyor/belirliyor olabileceği?

    Siz de bilgi ve görüşlerinizi paylaşabilirseniz, güzel bir değerlendirme olur diye düşünüyorum.



  • 0

    konuyla alakali söyle bir benzetme yapabilir miyiz: diyelim biz ileri doğru kusuyoruz karsıdan da top atma makinası ile bizi vurmaya çalısıyorlar. ne kadar sıklıkta/seri atış yaparlarsa ileri koşamayız hızımız o kadar düşer.çok daha sert ve sık atış yapacak olsalar hareket edemeyiz ama enerji yükleniriz,ısınırz örneğin.

    fakat burda hızını düşürdüğümüz parcacığın titresimi artmaz mı?sonuçta foton gelip çarpiyor, enerjisini aktarıyor. yani parcacığı sinirlendirmek gibi bişey.kızarıp, ısı ve ışık,radyasyon yayar bence.hatta o kadar sinirlenir ki ışık tayfında mor ötesi yerlerin ötesinde renk alır.o türden ışık sacar.frenkası artar bence çünkü.

    mesela ispirto ocaklarının en sicak tarafı, (alevin rengi olarak) üstü değil mi?veya mum için; alt taraf soğuk üst sicak.dolayısıyla atom soğumuş ama titresimi artmış,çok enerjik hale gelmiştir.titresim çok artmıstır.
    optimus 26 Kasım 2019
  • 0
    bir de burda size bir soru sormak istiyorum.dalga boyu azalıp ve frekans arttımı ışık daha mı hızlı yol alıyor?yani radyo dalgaları ile gamma ışığının hızı aynımıdır.

    formülü dalga boyu çarpı frekans'tı sanırım ama tam anlıyamadım.formülden de bişey anlamadım.formül doğrumu bilmiyorum xDD

    bence hersey bu ışığın karakterinde gizli.önce onu çözüp anlamak lazım bence. :D

    soru konuyla alakali değil gibi ama aklıma takıldı.siz bu konulara yine hakim sayılırsınız.ondan size sorayım dedim.
    optimus 26 Kasım 2019
  • 0
    Burada fotonun momentumu ve bu momentumun bir yöne sahip oluşu önemli. Size doğru hareket etmekte olan birine birşeyler fırlatırsanız onu yavaşlatırsınız uzaklaşanı hızlandırırsınız.

    Lazer dalga boyu yollandığı atomdan daha büyükse ne kadar büyük olduğuna bağlı ihtimalle görmezden gelerek geçer gider. küçük ise atom tarafından absorbe edilir.

    Pek çok yönden lazerle vurulan parçacık doppler etkisi yüzünden hareket ettiği yönden daha küçük dalga boyuna sahip fotonlar tarafından vurulduğu için devamlı hareketsiz kalmaya zorlanır.
    venividi 26 Kasım 2019
  • 0
    şimdi,hızı düşse bile titreşimi düşer mi emin olamadım.bence düşmez artar.sonuçta bunlar cisim değil enerji.

    mesela; soğutulan atomun rengi ışık tayfında ne tarafa kayıyor?

    sağa yani gamma ışınına doğru değil mi?

    eğer öyleyse titreşimi artıyor demek değil midir?

    fazla bilgim yok kesin bişey diyemiyorum.ama mantıken böyle olmalı.

    hareketsiz kalması titresmiyor manasına gelmez bence.hatta ışık tayfında sağa kayıyorsa enerjisi çok artmıs olmalıdır.
    optimus 26 Kasım 2019
  • 0
    Ek bilgi ve fikirlerinizi ele aldığım için (başka yargılardan, yeni bakış açıları alma amacıyla) yazılanlara yorum yapmak gerekli gelmiyor.

    Ancak "dalga boyu azalıp ve frekans arttımı ışık daha mı hızlı yol alıyor? Yani radyo dalgaları ile gamma ışığının hızı aynı mıdır? " Sorusunun cevabı önemli.
    Işık, dalga boyu veya frekansı ne olursa olsun, hızı aynıdır, sabittir. Değişmez. Yani Evet, radyo dalgaları ile gama ışınlarının hızı aynıdır.
    Bu çerçevede ele alınması faydalı olacaktır diye düşünüyorum.
  • 0
    Bir kaç farklı açıdan daha ele alabilir miyiz?

    Belki alakasız gözükecek ama bu konuda aklıma bir endüstri ürünü geldi. Manyetik alanla soğutma...
    Yakın gelecekte, buzdolaplarında, soğutucularda gazlı soğutmanın yerini alacak gibi gözüküyor.

    Burada ana prensip, bir metal manyetik alana maruz bırakılıyor. Doğal olarak metalin atomlarının titreşimi artıkça ısınıyor ve bu ısıyı (foton) ışıyarak atıyor. (Aslında bir akışkanla bu ısı taşıyan fotonlar alınıp, metal oda sıcaklığına indiriliyor diye hatırlıyorum.)
    Daha sonra bu manyetik alan kesildiğinde, atomlar eski hallerine dönerken bu sefer dışarıdan (bünyelerinden kaybettikleri kadar) ısı almak zorunda kalıyor. Böylece soğutma oluyor.

    Lazerli soğutmayı da teknik açıdan benzetiyorum. Atomu hareketsiz bırakmaya zorlayınca, bu duruma uymak için foton ışıyor. Böylece soğutulmuş oluyor. (Çünkü bir kısım enerjiyi hareketini azaltmak için zaten foton olarak atmış oluyor.)

    Diğer yandan, sorgumda, eğer atom, foton frekansı ile rezonansa girerse, atom titreşimi yapıcı girişim yapacak , görünürde ısı artacak. Bu artışı dengelemek (aslında doğal durumuna dönmek) için ışıma yapması kaçınılmaz. Ancak lazer kesildiğinde bu sefer eksik kaybı dışarıdan tamamlamak isteyecek. Yani, soğutulmuş olacak.

    Acaba soğutma fotonlarla hareketsiz bırakma (zorlama) yerine, dalgaların girişimi ile olabilir mi acaba ? Şeklinde de ele alabilirsiniz.

    Bir de yıkıcı girişim açısından da ele alabiliriz. Bu sefer foton ışıyarak enerji kaybı olmaz. "Lazer fotonlarının baskısı" olduğu sürece, nesnedeki titreşimler düştüğü için soğumuş gibi gözükecek. Ancak bu sefer dışarıya foton yaymayacaktır diye düşünüyorum.

    Not: Bu arada biraz dikkat edilirse, rezonans ile Doppler etkisi arasında bazı açılardan benzerlik var (ters işaretli olarak)... (Bir direğe çekiç ile düzenli aralıklarla vurarak rezonans oluşturmayı düşünün, direkte toplam enerji artıkça, sürdürmek için vurma frekansınızda artmak zorunda kalacak. Yani frekans değişiyor.)

    Hani bilim kurgu filmlerinde olur ya, "soğutucu ışın"... Galiba mümkün :-)
  • 0
    hızı değişmiyorsa demek ki ışıktan bişey artıp eksilmiyordur. xD

    radyo,gamma,mikro,mor ötesi vs. hepsi aynı miktarın farklı tonları,ölçüleri,gerginlik ve sıkıştırılmış halleri vs . :d

    yani hepsinin boslukta hareket halinde kütlesi ayni sadece dalga boyu ve frekansı farklı gibi bir sonuc cıkıyor sanırım.
    optimus 27 Kasım 2019
  • 0
    şimdi, soğuklukta bir sıcaklık değil mi?

    belki atom bu yüksek titresimini korumak için dısardan ısıyı emiyordur.bundan biz onu soğuk sanıyor olamaz mıyız.algımızı etkiliyordur belki.

    belki bu sonradan sahip olduğu yüksek titresimini korumak için dısardan ısıyı emiyordur.

    söyledikleriniz mantıklı geliyorda diyorum acaba böylede olabilir mi? xDDD
    optimus 27 Kasım 2019
  • 0
    Bence de haklısınız. (hızı değişmiyorsa demek ki ışıktan bişey artıp eksilmiyordur)
    Hız değişmiyor ama her dalga boyunun taşıdığı enerji miktarı farklı. Kısa dalga boyları (maviye kayarken) düşerken, frekans artıyor. Taşınan enerji miktarı artıyor, değişiyor. (1 Zaman birimi için)

    Aslında benzetme olarak ; çekiçle direğe 1oo gram kuvvetle, saniye de 1 vururken, frekansı artırıp saniye de 10 defa vurmak gibi... Bu sefer direğe saniyede toplam 1ooo gram kuvvet aktarılmış olacak. Tabii frekans artınca, çekici ileri geri sallama mesafesi düşecek, dalga boyu azalacak.

    Buradan tek bir fotonun sahip olduğu enerjinin, hangi dalga boyuna ait olursa olsun, aynı olduğu sonucunu çıkartıyorum (1 saniyede 100 gram kuvvet de olsa, 1/10 saniye de 100 gram kuvvet de olsa).

    =============
    " sahip olduğu yüksek titresimini korumak için " kısmı bana başka bir şey düşündürttü.

    Atomun veya her atom altı parçacığın doğal bir titreşimi var. Bu sürekli ve o parçacık var olduğundan beri sürüyor.
    Şu anki bakış açısından bu titreşimin içten gelen doğal bir durum olduğu, bunu korumak veya sürdürmek için ek bir enerji kaynağına ihtiyacı olmadığı düşünülüyor.
    Ancak bu ısıtma-soğutma işinde görülüyor ki, stabil-sürekli durumun korunması için dışarıdan enerji alınıyor veya veriliyor. (Burada stabil-sürekli durumu, o parçacığın içinde bulunduğu koşullara göredir. Aynı parçacığın bile; ortam genel ısı'sı, basınç, hız veya ivme altında, gibi farklı koşullar altında sahip olduğu stabil-sürekli durum özellikleri farklı olacaktır.)

    Yani titreşim olayı bir enerji işi.
    Eğer bir parçacığın (büyük patlama esnasında ortaya çıkmış olarak) milyarlarca yıl bu titreşimi koruduysa ve bu titreşimi ile evren dokusunu dürttüyse (ki biz de onu öyle tespit ediyoruz) , bu bir enerji tüketimidir.
    Bu parçacıkların çoktan enerjilerini tüketmiş ve (tekilleşmiş) titreşimsiz hale dönüşmeleri gerekirdi. Ama öyle değiller. Bu yüzden bence, bu parçacık olarak tespit ettiğimiz enerji alanlarının, dışarıdan bir başka uyarıcı ile sürekli uyarıldıklarını ve bu uyarım sonucu sahip oldukları titreşimi koruduklarını düşünüyorum. Tabii doğal olarak benim en uygun uyaran adayım; Dalgasal Zaman...

    Sıcaklık soğukluk algısı elbette belirttiğiniz gibi göreceli. Bize göre sıcak veya soğuk diyebiliyoruz. Ancak fizik açısından bunu sahip olunan titreşim ve enerji düzeyi olarak tanımlamak sanırım daha uygun. Bu enerji düzeyi, düşük ise soğuk, yüksek ise sıcak şeklinde...
  • 0
    burtay hocam; söylemek istediklerimi siz daha iyi ifade etmişsiniz.

    aslında karşıt fikir olsun diye bu hipotezi kurdum.saçma da olsa,karsıt fikir lazım sonuçta test için xD

    yani ben de pek anlamam bu işlerden ama belki morgan-destoyer vs. gelirse açıklar bişeyler.ben size uygun soru ve eleştiride, karsıt fikirde bulunamiyorum.bilgim yetersiz.maalesef xDDD
    optimus 27 Kasım 2019
  • 0
    " ben size uygun soru ve eleştiride, karsıt fikirde bulunamiyorum.bilgim yetersiz.maalesef "
    Önemli mi? Elinizden geleni (bence çok iyi şekilde) yapıyorsunuz.

    Bilginizin yetersizliği ise zaman meselesi, hiç birimiz bilgiyle doğmadık. Biriktirdik.
    Sizinkinden daha az bilgiye sahip olduğum zamanlarda, şüphesiz oldu. Fark ben sizin kadar cesur değildim, görüşlerimi ve sorularımı ortaya koymak için.

    Kısa zamanda, bizden daha zengin bir birikimi toplarsınız...
  • 0
    evt.haklısınız.zaman ayırmadan,arastırmadan,sorgulamadan madde sırrını vermiyor.
    optimus 27 Kasım 2019
  • 0
    optimus soğutulmaya çalışılan şeyin titreşimini ve hızını birbirinden ayırmamak lazım ikisi de aynı şey kinetik enerji.

    "mesela; soğutulan atomun rengi ışık tayfında ne tarafa kayıyor?"
    Kırmızıya kayar çünkü soğutma işlemi devam ettikçe atomu vurabileceğimiz fotonun da geri salınan fotonunda dalga boyu artar ki lazer soğutma işleminde yollanan frekans sürekli ayarlanır. Bunu daha iyi anlamak için atomun enerji seviyeleri ve foton ilişkisi araştırılabilir. De Brogli'nin λ=h/p formülünede bakılabilir. Atom gibi maddesel parçacıklar için kullanılır momentum azaldıkça dalga boyunun arttığını yada tersini söyler.

    Bu arada evet bi önceki yazıda 2. paragraf fotonla etkileşen temel parçacıklar için doğru olsada atom için hatalı. Atomlar sadece belli frekanstaki fotonlar ile etkileşiyor. bu belli frekanstan ne kadar az veya çok oluşu etkileşim ihtimalini eşit derecede etkiliyor.

    Yinede konu için bir sıkıntı yok soğutulmak istenilen atoma bir çok yönden bu belli frekansın bir tık altında lazer tutularak doppler yardımı ile sadece titreştiği yönden vurulması sağlanarak yavaşlatılır.
    venividi 28 Kasım 2019
  • 0
    venividi: şimdi elektronun, atomun vs. bir rengi yok.daha doğrusu doğada renk diye bişey yok bizler,beynimiz bu titresimleri renk diye algılıyoruz.

    sonra bir sulu boya kutusunda ki renklerin hepsinin sıcaklığı aynıdır.oda sıcaklığı...yani; kırmızı boyaya dokunduğunda seni yakmaz.renk bir maddenin sıcaklığı konusunda aldatıcıdır.

    bu sebeple bazan çaydanlığı tuttuğumuzda elimizi geri çekeriz.çünkü :sıcaktır.

    burdan nereye bağlayacam.işte unuttum,karıstı sanırım xDDD

    bu konu hakkında pek bilgim yok ama şöyle devam edersem: elektron kırmızı dalga boyunu geri yansıtıyorsa atom içi oluşan diğer ışıma,enerji ve titresimleri emiyor demek değil midir?böylece enerjisi ve titresimleri artar.artan titresim bir yöne doğru stabil olduğu için dokunduğumuzda soğukmuş ve titresimleri,enerjisi düşmüş hissine kapılıyoruzdur,bu titresim bizle etkileşmediği içinde yanmıyoruz belki.anlatmak istediğim bunun gibi bişey ama ifade etmesi zor oluyor.bir sıcaklık noktasından sonra atom bu kararlılığını koruyor ve soğumaya fakat aslında enerjini arttırmaya (ortamdaki enerjiyi içinde) depo etmeye başlıyor...

    tabi böyleyse bu demek olacak ki soğutmaya devam edersek atom bu sefer işleri tersine döndürüp "mutlak sıcaklık"tan sonra enerjini salıp titresimini değiştirip sıcaklığını arttıracak ama aslında olan enerjini düşürmesi.fakat bizim hislerimiz onu sıcakmış enerjini arttırıyormuş gibi algılayacak.renkler de olduğu gibi.

    aklima takılan böyle bişey.tabi bunun yüksek sıcaklık ve soğukluklarda ortaya çıkıyor olabileceğini düşünüyorum.orta durumlarda senin yorumun işlevsel olabilir.
    optimus 28 Kasım 2019
  • 0
    https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.123.203002
    Güzel ve konuyla ilgili
    (Sayfa da gözüken diğer konularda bakabilirsiniz)
  • 0
    Sayın Optimus, sanırım son olarak değinmek istediğiniz konu, dalga boyları ve enerji içeriği arasındaki bağlantıyı sorgulamak içindi...

    Örneğin kızıllaşmış bir demir'in kırmızısına parmağınızı yaklaştırırsanız, yanar. Buna karşılık aynı renk karşılığını içeren, kızgın demir'in çekilmiş bir dia fotoğrafında (piksel ve ayrıntı - çözünürlük gücü yüksek olduğu için dia) aynı renge parmağınızı yanaştırdığınız zaman, yanmaz...

    Eh... Renkler, dalga boyları ile alakalı ise; bu durumda iki kırmızının da, ki "aynı renk=aynı dalga boyu" ile "her ikisi de aynı enerjiyi temsil ediyor ve dolayısıyla aynı etkiyi yapıyor olmalılar" diye sorguluyorsunuz sanırım.

    Ama durum böyle olmadığına göre, bu fark nereden ve nasıl kaynaklanıyor? :-)
    (Yazdıklarınızdan çıkardığım bu sorgu oldu...)
  • 0
    evt.burtay hocam.aslinda burda sıcaklik -soğluk kavramini sorguladım.renkten daha çok.

    yani fotoraf örneği vermişsinizde biz bunu 3 boyutlu bir sanal görsellik yapalım.yani;hologram.şimdi; kişi bu görüntünün hologram olduğunu bilmese o ateşe elini uzatmazdı.bunun gibi.

    fotoğrafta ise yakmaz ama yakmadan önce yapılan bir dizi işlem öncesi kimyasal aşamalardan geçer ve o aşamaların izi film üzerinde kalır.yani ; ateş gibi kimyasal bir reaksiyon var öncesinde.fotoğraf filminde emülsiyon içinde gümüş halojenür kristallerince saklanmış o fotokimyasal renk artığına ışık vurunca kırmizi görüyoruz.tepkime bitmiş yani.yanan ateşte ise sürekli bir tepkime,reaksiyon var.onun için fotoğrafta yanmayız ama renk verme aşamasında yanardık.ates kadar büyük olsaydi tepkime.

    yine dijital fotoğraf makinalarının çektiği filmde de öncesinde yanma/sıcaklık var.işin özü ateşte olduğu gibi foto kimyasal bir reaksiyonlara dayalı.yani fotoğrafta iş bitmiş.ateşte ise reaksiyon devam ediyor.

    yani şu an ne anlattığımı bende bilmiyorum xDDD

    Ama anlamişsınızdır sanırım demek istediğimi.mevcut bilgilere kuşku ile baktım biraz.algı yanılgılığı vs. atomun iç enerjisi olabilirliği ve sürekli bir titreşimin nedenselliği.vs.sonuçta 13 milyar yıldır titresiyor bu parcacıklar dediğiniz gibi.
    optimus 29 Kasım 2019
  • 0
    Sadece dalga boyuna ve frekansına değil, genlik kavramına da bakın bence...
  • 0
    lazerler elektronların titreşerek ısı ve ışık kümesi oluşturmasıysa elbette bunun tersi , yani bir çeşit zıt kuvvetin elde edilmesiyle yani elektronların titreşmesini ileri doğruyken ters kuvvet yani geriye doğru elektron atılmasıyla oluşan sistem elektronları titreşmesini önleyecek ve bu kuvvet arttıkça çok olursa ısı az olursa soğutum şeklinde bir deneyle bunun doğruluğu ispatlanabilir
    Muhammed Memiş 22 Aralık 2019
Yorum yazabilmek için üye girişi yapmanız gerekmektedir.
İSTATİSTİKLER

4.644 soru

27.468 cevap

30.153 kullanıcı

Giriş Yap