Fizik

Raman Etkisi Ve Arkasındaki Fizikçi C.V. Raman

Nobel Fizik Ödüllerinde geçmişe gidelim ve Chandrasekhara Venkata Raman ile tanışalım bugün kısaca..

Ulusal Bilim Günü (NSD), ünlü Hintli fizikçi CV Raman’ı anmak için her yıl 28 Şubat’ta kutlanır. Hindistan’ın en saygın bilim insanlarından biri olarak kabul edilen Chandrasekhara Venkata Raman, diğer adıyla CV Raman, Raman Etkisini keşfettiği için 1930’da Nobel Fizik Ödülü’nü kazanmıştır.

Bulutsuz bir günde gökyüzü bizlere parlak bir mavi biçiminde gözükür. Gökyüzünün mavi rengi aslında bir aldatmacadır. Bu durum, güneş ışığının hava molekülleri tarafından saçılmasından kaynaklanmaktadır. 1871’de Lord Rayleigh, saçılan ışık miktarının saçılan moleküllerin boyutuna ve ışığın dalga boyuna bağlı olduğunu gösterdi. Mavi ve mor gibi daha kısa dalga boyları, kırmızı ve turuncu gibi daha uzun dalga boylarından daha etkili bir şekilde saçılır; bu yüzden gökyüzü mavi görünür.

Bu sürece genellikle, onu açıklayan fizikçi Lord Rayleigh’nin onuruna Rayleigh saçılması denir. Bir gün batımının turuncu-kırmızı rengi de güneş ışığının hava molekülleri tarafından saçılmasının bir başka sonucudur.

Gün batımında güneşin turuncu-kırmızı görünümü, Rayleigh saçılmasının bir sonucudur. Güneş ışınlarının görünür şekilde yayılması, perspektiften kaynaklanan bir optik illüzyondur. ( Fotoğraf: Raymond Simonson)

Işık saçılması sırasında saçılan ışığın büyük bir kısmının enerjisi madde ile etkileşen ışığın enerjisine eşit olur. Bu tip saçılmalara elastik saçılmalar denir. Rayleigh saçılması elastik bir saçılmadır. Ancak birazdan detaylarını aktaracağımız Raman saçılması ise, elastik olmayan bir saçılma şeklidir. Saçılan ışık daha fazladır. Bu saçılmadan ortaya çıkan ve Raman spektrumu denilen spektrum, maddelerin moleküler yapısının tanımlanmasında ve analizinde kullanılır. Bu keşfi için Raman şövalye unvanı almış ve 1930’da Nobel ödülü alarak Nobel kazanan ilk Asyalı olmuştur.

Kısaca Chandrasekhara Venkata Raman’ı Tanıyalım

Sir Chandrasekhara Venkata Raman, 7 Kasım 1888’de Hindistan’ın Madras Eyaletinde, günümüzde Tamil Nadu olarak bilinen yerde doğdu. Babası bir kolejde matematik ve fizik dersleri veriyordu. Yaşamındaki ilk anlardan itibaren akademik bir atmosferdeydi. Raman’ın yeğeni Subrahmanyan Chandrasekhar da fizikte yetenekliydi.) Kendisi de 1983’te Nobel fizik ödülünü kazandı).

Raman’ın yetenekleri erken yaşta ortaya çıktı. 1904’te 16 yaşında Madras Üniversitesinden hem fizikte hem de İngilizcede altın madalya alarak mezun oldu. İlk bilimsel makalesini 1906’da 18 yaşındayken yayınladı. Raporlara göre, bu makalesini okumaya zahmet etmeyen bir profesöre verdi. “Unsymmetrical diffraction-bands due to a rectangular aperture” başlıklı yazısı daha sonra Philosophical Magazine dergisinde yayınlandı. Yüksek lisansını tamamladıktan sonra Raman hayatını sürdürmek için Kalküta’da muhasebeci olarak çalışmaya başladı. On yıl boyunca Kalküta’da Hindistan Finans Departmanında çalıştı.

Deneylerini boş zamanlarında Hindistan Bilim Yetiştirme Derneği (IACS) ile yürüttü. Sonunda 1917’de Kalküta Üniversitesi ona Palit Fizik Kürsüsü’nü teklif etti. Devamında 28 yaşında iken Raman tam zamanlı bir bilim insanı ve akademisyen oldu. Indian Journal of Physics’i kurdu ve ilk editörü oldu. İlerleyen süreçte, 1924’te kariyerinin başlarında iken Kraliyet Cemiyeti Üyeliğine seçildi. Sonrasında da 1929’da da şövalyelik unvanı aldı.

C.V. Raman
7 Kasım 1888 – 21 Kasım 1970
1930’da Raman Etkisi için Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldü. Ancak, Rus GS Landsberg ve LI Mandelstam’ın kristallerde aynı etkiyi kanıtladıkları için ödülün onlar ve Raman arasında paylaşılması fikri ortaya atıldı. Bu, fizik camiasında önemli bir tartışmaya yol açtı.

Raman Etkisi Nedir?

CV Raman, Oxford’daki İngiliz İmparatorluğu Üniversiteler Kongresi’ne giderken Akdeniz’in mavi rengini fark etti. Bunun devamında 1904 Nobel Fizik Ödülü’nü kazanan Lord Rayleigh tarafından yapılan açıklama hakkında düşünmeye başladı. Rayleigh başta da aktardığımız gibi, gündüz gökyüzünün mavi renginin ve gün batımında Güneş’in kızarmasının arkasındaki nedeni bizlere açıklamıştı. Hindistan’a döndüğünde Sonrasında Raman bu saçılımları incelemek için çalışmalar yapmaya başladı. Çalışmalarının sonuçlarını 1928 yılında yayınladı.

Işın, geçirgen bir ortamdan geçerken, ortamdaki değişkenler gelen ışın demetinin bir kısmını çeşitli yönlere doğru saçarlar. Raman saçılmasının diğer saçılma türlerinden farkı, saçılan ışının bir bölümünün frekans değişimlerine uğramasıdır. Saçılan ışık, gelen frekansın dışında ek frekanslar içerir. 

Optik konusundaki çalışmalarının yanı sıra Raman, akustik üzerinde de yoğun bir şekilde çalıştı. Ayrıca ultrasonik ve hipersonik frekanslardaki akustik dalgaların ışığın kırınımı üzerinde yaptığı etkileri incelediği deneysel ve teorik çalışmaları da 1934’te ve 1942’de yayınlanmıştır. 1948’de de, kristallerin spektroskopik davranışını ve kristal dinamiğinin temel sorunlarını incelemiştir. Ayrıca elmasın yapısı ve özellikleri de laboratuvarının özel çalışmaları arasında yer almıştır.

CVRaman’ın çalışmaları müzik aletlerinin akustiğine de uzandı. Tabla veya mridangam gibi Hint davullarının armoniklerini ilk analiz eden oydu.

Ömrüne sayısız çalışmalar sığdıran, nice engelleri aşan Nobel Ödüllü Fizikçi C. V. Raman, Hindistan 1947’de bağımsızlığını kazandığında, ülkenin ilk Ulusal Profesörü olarak seçildi. Ayrıca 1954’te Hindistan’ın en yüksek sivil ödülü olan Bharat Ratna’ya layık görüldü. Raman 1970’de vefat etti. İlerleyen süreçte, 28 Şubat 1987’de ilk Ulusal Bilim Günü onun adına kutlanmaya başlandı.


Kaynaklar ve ileri okumalar:

Matematiksel

Başa dön tuşu