20 Nisan 2010 Salı

BESİN ZİNCİRİNDE ENERJİ AKIŞI

Bir bölgede canlı ve cansızlardan oluşan sisteme ekosistem denir. Canlılar doğrudan veya dolaylı olarak beslenmek için, birbiriyle etkileşmesi sonucu besin zinciri oluştururlar. Bir besin zincirinin halkalarını farklı canlı türleri oluşturur. Üreticiler, güneş enerjisini dönüştürüp hücrelerinde tutabilen canlılardır. Bu özellikleri sayesinde kendi besinlerini kendileri üretebilirler. Mesela bitkiler biz insanlar gibi veya doğadaki diğer canlılar gibi besin arayışı içerisine girmezler. Üretici (ototrof) olan bu canlılar inorganik maddelerden fotosentez yaparak, organik madde (basit şeker=besin= glikoz) ve oksijen üretirler. (Üreticiler, güneş ışığını doğrudan kullanabildiği için besin zincirinin ilk basamağında yer alır.)

Üreticilere örnek: Bitkiler, algler, klorofilli bakteriler (siyanobakteri...)

Besin üretmeyen ve besinini dışarıdan hazır olarak alan canlılara tüketici (heterotrof) denir. Örnek: Koyun, köpek, kaplumbağa. Tüketici olan canlı grupları da besin aldıkları kaynağa ve besin alma şekline göre gruplara ayrılırlar. Sadece çevrelerindeki üretici canlıları yiyerek bitkisel kaynaklı olarak beslenen canlı grubuna otoburlar denir. Örnek: Tavşan, Maymun, Koyun, Eşek. Çevrelerindeki hayvansal organizmaları yiyerek beslenen canlı grubuna ise etoburlar denir. Örnek: Timsah, kertenkele, baykuş. Çevrelerindeki bitkisel ve hayvansal kaynaklı organizmaları yiyerek beslenen canlı grubuna ise hem etçil hem otçul (hepçiller) denir. Örnek: İnsan, tavuk, ayı. Bir de toprağa düşen bitki ve hayvan artıklarını çürüterek, toprağa karışmasını sağlayan canlılar vardır. Bu canlı grubuna da ayrıştırıcılar denir. Ayrıştırıcıların etkinlikleri sonucunda canlı vücudunu oluşturan organik ve inorganik maddeler toprağa geçmiş olur. Mantarları (küf mantarı, maya mantarı, şapkalı mantarlar) ve bakterilerin büyük bir kısmını ayrıştırıcılara örnek olarak verebiliriz. Ayrıştırıcılar besin zincirinin her basamağında bulunabilir.
Bu anlatılan canlı grubundan doğada en çok bulunan bitkiler yani üreticilerdir. Çünkü üreticiler güneş enerjisini doğrudan kullanabildikleri için daha fazla sayıda bulunurlar. Tüketiciler ise üreticilerden veya diğer otoburlardan dolaylı olarak güneş enerjisinden yararlandıkları için sayıları giderek azalır. Aynı şekilde üreticiler güneş enerjisini doğrudan kullanabildikleri için sahip oldukları enerji besin zincirinin diğer halkasındaki canlılara göre daha fazladır.
Doğada birbiriyle ilişkili birçok besin zinciri vardır. Birbiri içine alan bu besin zincirlerinin hepsi besin ağı olarak adlandırılır.

FOTOSENTEZİN ÖNEMİ

Fotosentez ve Oksijen: Bitkiler fotosentez yaparken havadaki karbondioksiti yani insanın kullanmadığı zararlı gazı alır ve onun yerine atmosfere oksijen bırakır. Nefes aldığımızda içimize çektiğimiz ve asıl hayat kaynağımız olan oksijen, fotosentezin ana ürünüdür. Atmosferdeki oksijenin yaklaşık %30'u karadaki bitkiler tarafından üretilirken, geri kalan %70'lik bölüm denizlerde ve okyanuslarda bulunan ve fotosentez yapabilen bitkiler, algler ve bazı bakteriler tarafından üretilir.


Fotosentez ve Besinler: Güneş ışını saf enerji kaynağıdır; ancak ham olarak o kadar da kullanışlı bir enerji şekli değildir. Bu enerjiyi yemek, vücutta doğrudan kullanmak ya da depolamak mümkün değildir. Bu yüzden güneş enerjisinin farklı bir enerji türüne çevrilmesi gerekir. İşte fotosentez bunu yapar. Bu işlem yoluyla bitkiler, güneş enerjisini daha sonra kullanabilecekleri bir enerji şekline dönüştürürler. Fotosentez yapraklarda meydana gelir. Burada güneş enerjisi kullanılarak havadaki karbondioksit, nişasta ve diğer yüksek enerjili karbonhidratlara dönüştürülür. Karbon kullanıldıktan sonra ortaya çıkan oksijen ise havaya bırakılır. Bitki daha sonra besine ihtiyaç duyduğunda bu karbonhidratlarda depoladığı enerjiyi kullanır. Elbette bu bitkilerle beslenen canlılar da bitkide bulunan karbonhidratlardan enerji ihtiyaçlarını karşılarlar. İnsanın ihtiyacı olan enerji de fotosentez yoluyla bu besinlerde depolanan enerji ile karşılanır.


Fotosentez ve Enerji: Enerjinin kaynağı her zaman Güneş, bu enerjiyi insanın kullanacağı hale getiren sistem her zaman fotosentezdir. Bu sistem dışında hiçbir sistem aracılığı ile sahip olduğunuz enerjiyi kazanamazsınız. Bu enerji kaynağını bitkiler fotosentezle bünyelerinde depolarlar. Yediğiniz besinlerden elde ettiğiniz enerji, hayvansal gıdalardan elde ettiğiniz enerji, bugün kullandığımız önemli enerji kaynaklarından olan odun, kömür, petrol ve doğalgaz da fotosentezden elde edilen enerjiye sahiptirler.


Fotosentez ve Çevre: Fosil yakıtları yaktığımızda enerji elde ederiz. Aynı zamanda karbondioksit açığa çıkar. Bu nedenle canlılar, havadaki karbondioksitin ve havanın ısısının sürekli olarak artmasına neden olurlar. Her yıl insanların, hayvanların ve toprakta bulunan mikroorganizmaların yaptıkları solunum sonucunda milyarlarca ton karbondioksit atmosfere karışır. Ayrıca, fabrikalarda ve evlerde kalorifer ya da soba kullanılarak tüketilen ve taşıtlarda kullanılan yakıtlardan atmosfere verilen karbondioksit miktarı da milyarlarca tonu bulmaktadır. Ancak bitkiler, algler ve bazı bakteriler yani üreticiler gerçekleştirdiği fotosentez işleminde sürekli olarak karbondioksit tüketir ve oksijen üretirler. Bu şekilde de denge (karbondioksit-oksijen dengesi) korunmuş olur. Yeryüzünün ısısı da belli bir aralık içinde sabittir, çok büyük ısı değişimleri yaşanmaz. Bu ısı dengesini de üreticiler sağlarlar.

FOTOSENTEZ-SOLUNUM KARŞILAŞTIRILMASI

Fotosentez olayını gerçekleştirerek kendi besinini kendisi yapan tek canlı grubu yeşil bitkilerdir. Bunlar üretici canlılardır. Fotosentez olayı sonucunda oluşan besin, diğer canlıların besin kaynağıdır.

Solunum olayı için gerekli oksijen de fotosentez olayı sonucu ortaya çıkar. Besinlerin yanması ancak oksijen sayesinde gerçekleştiğinden fotosentezin önemi çok büyüktür. Solunum sonunda çıkan karbon dioksit gazı da fotosentez için gereklidir. Bu iki olay birbirinin tersidir.

Solunum olayı gece gündüz boyunca sürekli olan bir olaydır. Fotosentez ise güneş ışığı (ışık enerjisi) karşısında oluşur.

IŞIĞIN FİLTRELERDEN GEÇİŞİ

Saydam cisimler, üzerlerine gelen ışığı geçirme özelliğine sahiptir. Adi cam, üzerine gelen ışığı tamamen geçirir. Ama bazı camlar renkli olabilir.
Işığı geçirebilen renkli, saydam cisimlere filtre denir. Örneğin güneş gözlükleri birer filtredir. Filtreler, üzerlerine düşürülen ışıktan, kendi renklerini kuvvetli, komşu renklerini zayıf olarak geçirirler. Yani kırmızı filtre, kırmızı ışığı güçlü, turuncu ışığı zayıf geçirir. Mavi filtre, mavi ışığı güçlü, yeşil ve mor ışığı zayıf geçirir. Sarı filtre, sarı ışığı kırmızı ışığı, yeşil ışığı güçlü, mavi ışığı ise zayıf geçirir.

Şekilde kırmızı filtreden kırmızı ışık güçlü, turuncu ışık ise zayıf geçer. Bu kırmızı filtreden geçen kırmızı ve zayıf turuncuda ışınlarıda mavi filtreden geçemez, mavi filtre siyah görünür.


IŞIK TAYFI - IŞIK TÜRLERİ- ELEKTROMANYETİK TAYF
Çevremizdeki cisimleri, görünür ışığın yansıyarak gözümüze gelmesi sayesinde görürüz. Yazın, zararlı ışınlardan korunmak için, güneş gözlüğü takar, plajda güneşlenirken güneş kremi süreriz. Tüm bunlar ise, gözle görülmeyen ışık türlerinden korunmak içindir.
Işık dalgalar halinde, boşlukta da yayılabilen bir enerji türüdür. Işık, bir elektromanyetik bir ışınımdır. Enerjinin elektromanyetik dalgalar halinde yayılmasına radyasyon (ışınım) denir.
Bir elementin en küçük birimi nasıl atomsa, elektromanyetik radyasyonların da en küçük birimi fotondur. Fotonların kütleleri yoktur ve boşlukta ışık hızında enerji paketleri şeklinde yayılırlar.

Elektromanyetik dalgalar, sahip oldukları enerji büyükten küçüğe doğru olacak şekilde:
1- Gama Işını, 2- X ışını, 3- Ultraviyole ( mör ötesi ) Işınlar, 4- Görünür Işık, 5- Kızılötesi Işık, 6- Mikrodalga Işınlar 7- Radyo Dalgaları

RENKLER

Güneşten bize ulaşan beyaz ışık, gerçekte birçok rengin bileşiminden oluşur. Beyaz aslında başlı başına bir renk değil, bütün renklerin bileşiminden oluşur. Güneş ışığını bir prizmadan geçirdiğimizde renklerine ayrıldığını ve bu renklerin de sırası ile kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi ve mor olduğunu biliyoruz.
Cisimler güneş ışığı ile aydınlatıldığında, üzerine bu renklerin karışımı olan ışık düştüğünden, cisimler bunlardan bir kısmını yansıtırlar ve sonuçta değişik renklerde cisimler olarak algılanır. Bir cisim;
• Güneş ışığındaki tüm renkleri yansıtıyorsa beyaz
• Güneş ışığındaki hiçbir rengi yansıtmıyorsa siyah
• Güneş ışığındaki herhangi bir rengi yansıtıyorsa, o renkte görünür.



Güneş ışığındaki renklerden kırmızı, mavi ve yeşil renge ana renk denir. Bu üç ışığın tek tek ya da değişik oranlardaki karışımı göze gelirse, göz, cisimleri bu karışımlara göre değişik renklerde algılar. Bu üç rengin, karışımları beyaz ışığı verir. Şekilde bu durum görülmektedir. Aynı tabloyu incelersek kırmızı ve yeşil ışık göze gelirse sarı, kırmızı ve mavi ışık göze gelirse magenta, mavi ve yeşil ışık göze gelirse cyan olarak algılanır.



Cisimlerin Işığı Yansıtması
Bir cisim güneş ışığındaki tüm renkleri yansıtıyorsa beyaz görünür.




Buradan anlıyoruz ki beyaz cisimler bütün renkleri yansıtıyor. Beyaz cisim, beyaz ışıkla aydınlatılırsa beyaz, kırmızı ışıkla aydınlatılırsa kırmızı, mavi ışıkla aydınlatılırsa mavi görünür.



Dolayısıyla beyaz cisimler hangi ışıkla aydınlatılırsa o renkte algılanırlar.Örnek olarak aşağıda beyaz ışık yeşil bir filtreden geçirilmiştir. Filtreden sadece yeşil ışık geçebilmiştir. Yeşil bir cismin üzerine düşen yeşil renk ile cisim yine yeşil olarak gözükmüş veya yeşil rengi cisim yansıtmıştır.




Eğer cisim, hiçbir rengi yansıtmıyorsa siyah görünür. Yani siyah cisimler hiçbir rengi yansıtmaz, üzerine düşen tüm renk ışınları yutar, soğurur.



Eğer cisim, tüm renkleri yansıtıyorsa aşağıda görüldüğü gibi beyaz görünür.

Eğer mavi kitabı yeşil ışık altında aydınlatırsak, yeşil, mavinin komşusu olduğundan zayıf olarak yansır. Fakat bu zayıf ışık, gözü yeşil renkte uyaramayacağından, mavi kitap siyah görünür.



Aşağıda mavi bir cisme beyaz bir ışık gönderir isek bu cisim sadece mavi rengi yansıyacaktır.

IŞIK

IŞIK BİR ENERJİ TÜRÜDÜR


Görme olayı ışıkla gerçekleşir. Cisme gelen ışık, cisimden yansıyarak göze gelirse cisim görünür.


Ama bu cisim bir ışık kaynağı ise, hangi ortamda olursa olsun, çevresine ışık verdiğinden karanlıkta olsa da görülür. Işığın yayılması için ortam gerekmez; ışık, boşlukta da yayılır. Işık kaynağından çıkan ışık ışınları, homojen ve saydam ortamda ise doğrular halinde yayılır.

Maddeler üzerlerine düşen ışığı yansıtıp yansıtmamalarına göre üçe ayrılır: Üzerine düşen ışığı geçirebilen maddelere saydam maddeler denir. Ör: Cam, su, hava….

Üzerine düşen ışığın bir kısmını geçirebilen maddeler yarı saydam maddeler denir. Ör: Yağlı kâğıt, buzlu cam..

Üzerine düşen ışığı hiç geçirmeyen maddelere ise opak ( saydam olmayan) maddeler denir.
Işık Bir Enerjidir: Metal bir çubuk ısıtılınca önce kızarır ve zayıf bir ışık yayar. Isıtılmaya devam edilirse akkor haline gelir. Bu olayda ısı enerjisinin bir kısmı ışığa dönüşmektedir. Işığın bir enerji olduğunu kanıtlayan bir başka olay da Dünyaya ısı ve ışık olarak ulaşan güneş enerjisidir. Güneş ışığı hesap makineleri, uzay araçları, tekneler gibi birçok sistemin çalışmasında enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır.



Işık enerjisi ; radyometre cihazı ile hareket ,güneş pili ile elektrik ,güneş panelleri ile ısı ,enerjilerine dönüştürülebilir.

Işık Kaynakları: Işık kaynakları sıcak ve soğuk olmak üzere ikiye ayrılır. Güneş, ampul, mum gibi kaynaklar sıcak, floresan, lamba, ateş böceği gibi kaynaklar soğuk ışık kaynaklarıdır. Sıcak ışık kaynakları çevresini ısıtır. Güneşten dünyaya gelen ışık, üzerine düştüğü maddeye enerjisini aktarır. Işık, madde ile etkileşmesi sonucu soğurulabilir.

Soğurulma, ışığın madde tarafından emilmesi olduğu için soğurulan ışık enerjisi ile madde ısınır. Isınan maddenin ise sıcaklığı artar.(Soğurma: Maddelerin ışığı tutup, ısıya dönüştürmesine denir.) Koyu renkli cisimler, üzerlerine düşen ışığın büyük bir kısmını soğururlar. Açık renkli cisimler ise üzerlerine düşen ışığın büyük bir kısmını yansıtır, az bir kısmını soğururlar. Bu yüzden koyu renkler, açık renklerden daha çabuk ısınır.