Havai Fişeğin Bilimi

Kutlamalarda, özel günlerde, yılbaşı gösterilerinde binlerce kişiyi aynı anda gökyüzüne kitleyen bir patlama gerçekleşir .

Diğer patlamaların aksine bu patlama, insanı korkutmak yerine görsel bir şölen sunar. Peki ya neden? Neden havai fişekleri eğlence amaçlı kullanıyoruz? Başka amaçları da var mı?

İçinde ne var? Nasıl patlıyorlar? Tehlikesi var mı? Nasıl keşfedildi? Bu yazıda bunlara değineceğim.

Havai fişeğin kesin olarak hangi devlet tarafından icat edildiği bilinmiyor, ancak çoğu kaynak havai fişeğin Çin’de icat edildiğini düşünüyor. Bazı kaynaklarda 2000 yıl öncesine kadar gittiği belirtilirken, diğer kaynaklar ise 9. yüzyılda SONG Hanedanlığı zamanında bulunduğunu iddia ediyor. Farklı bir kaynakta havai fişeğin Hinduizm tarafından bulunduğunu öne sürerek yalnızca barutun keşfinin Çinliler tarafından yapıldığını iddia ediyor.

Havai fişeğin icadı ile ilgili en yaygın efsanelerden biri de eskiden çokça bulunan odun kömürünü, kükürtü ve potasyum nitratı karıştırarak kara barut dediğimiz bir barut çeşiti oluşturmak olduğu söylenir. Bu kara barut, bambu bir tüp içerisinde sıkıştırıldığında ve yakıldığında patlamaktaydı.

Barutun yanma özelliği nedeniyle ilk yüzyıllardan bu yana batıda ve doğuda savaş malzemesi olarak kullanılmıştır. Çinliler, 8. yüzyılda potasyum nitrat, kömür ve kükürdün birleşimi olan kara barutu ateşli silahlarda yakıt olarak uzun süre kullanmışlardır. Daha sonraki süreçlerde, dumansız barut olarak bilinen barutların geliştirilmesi ile kara barut kullanımı azalmıştır. Havai fişeğin icadı, bu yönüyle barutun icadıyla yakından ilişkilidir.

Havai fişeklerin çoğunun temel bileşeni baruttur. Fişeğin alt kısmındaki fitil bir kıvılcım yardımıyla ateşlenir ve fişeğin bu bölümünde yer alan barut patlar. Bu sayede fişek havaya fırlar. Daha sonra zaman ayarlı ikinci bir fitil devreye girer. Bu fitilin ateşlediği barut, “yıldız” adı verilen küçük parçaları patlatır.

Yıldızların içinde yakıt, oksitleyici madde, metal bileşenleri ile bunları bir arada tutmaya yarayan özel kimyasal maddeler bulunmaktadır. Yıldızlar patladığında gökyüzünde farklı renkler ve şekiller oluşur. Havai fişeklerin bölme sayısı artırıldığında sadece bir havai fişek patlatılarak arka arkaya değişik görüntüler oluşturulabilir. Ancak bu gösterideki uygun zamanlama için fitil tasarımı ve uzunluğu önemlidir.

Çünkü kapsül içine yerleştirilen yıldızların yerleşim şekli ve sırası havai fişek patladığında ortaya çıkacak deseni belirler. Havai fişeklerin rengi ise yıldızların içlerindeki metal bileşenlere bağlıdır. Bu fişekler patladığında açığa çıkan enerji metal tarafından soğurulur.

Metaller, üzerlerinde oluşan bu fazla enerjiyi ışık olarak verir. Böylece her metal, yaydığı ışık dalga boyuna bağlı olarak farklı renkte görünür. Bu da patlayan yıldızların içlerindeki metallerin havada dağılırken farklı renklerde görünmesini sağlar. Örneğin kalsiyumlu bileşikler kullanıldığında turuncu renk oluşurken, sodyum sarı, baryum yeşil, stronsiyum ise parlak kırmızı renk verir.

Barutun içerisinde %75 potasyum nitrat, %15 odun kömürü yani karbon, %10 kükürt bulunmaktadır. Eğer lisede kimya derslerine biraz kulak verdiyseniz, yanma tepkimesi için oksijene ihtiyaç duyulduğunu bilirsiniz. Ancak bu karışımda oksijene gerek kalmaz. Çünkü nitrat içerisindeki oksijen yanmayı sağlar.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Neden Desteğe İhtiyacımız Var?

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Destek Ol

Havai fişek 19. yüzyıla kadar sadece sarı renkli parlıyordu. Daha sonra gelişen bilim ile, maddeyi çok fazla ısıtınca farklı renkte ışık saçtıkları keşfedildi. Tabii ki bunu havai fişekler için yapmadılar, ancak bu buluş havai fişeklere de etki etti.

Çok fazla ısıtılan maddenin ışıkları spektrometre üzerinden analiz edilerek, içerdiği maddeler bulunabiliyor. Binlerce ışık yılı uzaktaki gezegenlerin hangi maddelerden oluştuğunu biliyoruz. Işığın kırılması sayesinde yani spektrometreden biliyoruz. Ancak bu başka bir videonun konusu.

Bu fişek karışımı genellikle küçük yıldızlar biçiminde hazırlanır. Patlama sayısına göre genellikle yıldız şeklinde düzenlenerek havai fişeğin gövdesi içine yerleştirilir. Gövde, dayanıklı malzemeden yapılmış bir kovan gibidir. Gövdedeki bölümünde bulunan boru sayesinde roket gibi yükselir.

Gövde, istenilen yükseklikte patlar. Bu patlama, karışımın yerleştirilme kalınlığına göre erken veya geç olur, yani isteğe göre. Ne kadar yukarı çıkacak o iş sizde. Tam yanmamış ama epey ısınmış olan malzemeye göre rengârenk ve yıldız şeklinde bir kıvılcım yağmuru olarak etrafa dağılır.

Renkleri daha net göstermek için zemin rengi siyah olmalıdır. Bunun için ise karışımı bol miktarda odun kömürü kullanılır. Patlama yüksekliği yakın olursa görüntü daha büyük olacaktır. Görsel olarak çok hoş olabilir, ama maalesef doğaya verdiği zarar da o derece artacaktır.

Havai fişekler geçmişte hatta günümüzde bazı bölgelerde bile şeytani ruha sahip hayaletleri yüksek sesle korkutup kaçırmak için kullanılıyor. Çin, yeni yıla girerken şeytani ruhlardan uzak bir yıl geçirmek için havai fişeklerle kutlama yapardı. Kültürü sebebiyle bugün Çin'in Hunan eyaletine bağlı Liuyang şehri dünyanın en büyük havai fişek üretim yeri konumundadır.