Bir mum yaktığımızı ve onu duvar kenarına yaklaştırdığımızı hayal edelim. İnce ve uzun mumun yansıması duvarda mevcuttur ancak ateşin gölgesi nerededir? Bu işte bir tuhaflık var gibi.
Peki bir cismin veya maddenin gölge oluşturabilmesi için gerekli olan durumlar nelerdir ve bu noktada ateş, hangi farklılıklara sahiptir?
Bu soruya cevap verebilmek için öncelikle bilimin ışığında gölgenin ne olduğuna bakalım.
Gölge, ışık ışınlarının bir yüzeye ulaştığı durumda ve bir nesne tarafından engellendiğinde oluşan karanlık bir alan veya şekildir. Gölge, ışık kaynağı ile gölgenin oluşacağı nesne arasında yalnızca opak bir öge yerleştirildiğinde oluşabilir.
Bazı ışık kaynakları ve maddeler, gölge oluşturma yeteneğine sahip değildir. Bu maddeler, bazı durumlarda ışık ışınlarını kesebilir ve yüzeyde anlık gölgeler oluşturabilir.
Peki bu, ateşin gölgesi olabileceği anlamına gelir mi?
Aslında cevap hem evet hem hayır. Ateşin gölgesi yoktur çünkü ışık, bir nesnenin içinden geçmediğinde gölgeler oluşturur. Bu sebeple güçlü bir ışık kaynağı, parlak bir alevin üzerinden geçtiğinde gölge oluşmadığı net bir şekilde görülebilir.
Kısaca hiçbir iki ışık demeti, doğrudan etkileşime giremez. Ateş bir ışık kaynağıdır ve ışık kaynaklarının gölgesi yoktur.
Bir diğer taraftan ateşin gölgesi olabilir ancak bu, düşünüldüğü gibi değildir.
Alevler kendi başlarına gölge oluşturamasa da yansıtılan ışık ışınının herhangi bir kısmı kırıldığında veya kesildiğinde gölge oluşabilir. Gölge alanı çoğunlukla ışının en az miktarda ışık aldığı alandır.
Işının oldukça az miktarda ışık alan dimer alanı, onu saptıran veya kısıtlayan opak nesnenin şeklini alır. Bu ışık demeti, alevler tarafından engellenirse veya yeniden yönlendirilirse ancak bu şekilde bir gölge oluşabilir.
Ayrıca yangın alevlerinin, ışığı engellemesi veya saptırması mümkündür.
Yangınla birlikte çok sayıda çeşitli hidrokarbon bileşeni ve alev tarafından yakılan yakıt veya oksijen molekülleri açığa çıkar. Yangın başladığında atmosfere; karbondioksit, su buharı, kurum ve diğer kirletici maddeler salınır.
Bu sebeple alevin sıcak hava içermesi gibi basit bir sebepten dolayı, ışık ışınındaki ışık sapmaya uğrayabilir ve kendi gölgesini oluşturabilir.
Peki alevlenen ateşin gölgesi nasıl oluşur?
Sıcak hava ve alev sınırını çevreleyen soğuk hava, ışığın ileri itme etkisinden dolayı uzağa doğru bükülmesine sebep olabilir. Tıpkı bir kamera merceğinde olduğu gibi, iki farklı malzeme arasındaki sapma arayüzlerinde kırılmalar gerçekleşir.
Alev, sıcak hava ve bazı kirletici maddeler içerdiğinden, ışık demeti içindeki ışığı saptırır ve kendi gölgesini oluşturur. Bu sebeple; alevlenen ateşin ve diğer elementlerin oluşturduğu gölgeler, dans eden dalgalar gibi görünür.
Bunun yanında, bir ateşin gölgesini görebilmek için alevlerin içinden geçen ışık demetinin, ateşin parlaklığından daha parlak olması gerekir.
Alev veya ateşten geçen ışık, alev ışığına göre sönükse, ateşin ürettiği ışık alanı loş alanı doldurur ve böylece gölge oluşmaz.
Örneğin gece karanlığında bir kamp ateşinde loş bir el feneri yaktığınızda, alevlerin gölgesi düşmez. Fakat daha parlak ve güçlü bir ışık, beraberinde ateş ve dumandan gelen ısıyla birlikte bariz bir gölge oluşturur.
Kaynaklar: West Texas A&M University, Physics Stack Exchange, EngineerineIşık ve gölge hakkındaki diğer içeriklerimiz: