Dalis yapmak, bizlere bir takim fizik kanunlarinin canli tanigi olma firsati verir.
Görüp hissettiklerimizin neden oldugunu bilmek ise dalmayi daha heyecanli bir hale getirebilir. Bu `Neden?`leri ögrenmek, bu kaçinilmaz doga yasalarini kendi yararimiza kullanabilmemizi kolaylastirir ve bizi tatsiz tecrübelerden koruyabilir. Bu yazida, dalis esnasinda tecrübe ettigimiz bazi olaylarin sebeplerini fizik kanunlarina göz atarak açiklamaya çalisacagiz.
Bu ayki yazimizda, derinlik ve basinç iliskileri, gaz kanunlari, kismi basinç, ve suyun kaldirma kuvvetinden bahsedecegiz.

1) Derinlik ve Basinç

Basinç, birim yüzey alanina etki eden kuvvet olarak tanimlanir. Basinç birimi, pascal (Pa), atmosferik basinç (atm), milimetre merküri (mmHg) veya Psi olabilir. Biz bu yazida, deniz seviyesindeki hava basinci baz alinarak ayarlanmis atmosferik basinç birimini kullanacagiz.

Yeryüzünde, deniz seviyesinde bir santimetrekarelik alanin üzerinde kalan havanin kütlesi 1 kg.dir. Bu, 1 atmosfer (atm) veya 1 Bar basinca denk gelir.
Su ise havaya göre cok daha yogun bir maddedir. Dolayisiyla, bir santimetrekarelik alana 1kg. agirlik uygulayan suyun yüksekligi sadece 10 metredir. Öyleyse, 10 metre derinlikteki suyun basinci 1 Bar (1 atm) olacaktir.

Ortam basinci ise, hava basinci ile su basincinin toplamina esittir. Yani 10 metre derinlikte, suyun basinci 1 atm ve hava basinci 1 atm oldugundan ortam basinci (mutlak basinc) 2 atm.dir. Sekil.1 de degisik derinliklerdeki hava, su ve ortam basinçlari gösterilmistir.

Demek ki, normalde 1 bar basinç altinda yasiyoruz, ve bunu çok nadiren farkediyoruz. Örnegin, yüksek bir tepeden inerken kulaklarimizda baski hissetmemiz, basincin yükselmesinden kaynaklanir. Basinci sadece kulaklarimizda hissetmemizin sebebi ise vücudumuzun sivilardan olusmasinin ve sivilarin sikisamaz maddeler olmasinin sonucudur. Kulaklarimizin içi havayla dolu oldugundan bu hava sikisir ve bu sikisma hissedilir.

Su altinda da ayni olay gerceklesiyor, basinci vücudumuzda hissetmedigimiz halde derine daldikça kulaklarimizda bir sikisma ve aci hissediyoruz. Ve bu sikismayi engellemek için kulaklara dogru fazladan hava üflüyoruz (kulak açma). Dolayisiyla, kulaklarimizin içinde her zaman belli oranda hava bulundurarak, `kulak içi hava basincini` ortam basincina esitlemeye çalisiyoruz.

2) Yüksek basinç neden bu kadar önemli?

Basincin gazlari sikistirdigindan bahsettik. Su altinda dalgiçlar tamamen tüpten soluduklari havaya muhtaçtir. Öyleyse, basincin bu hava karisiminin icindeki gazlara olan etkisine bir göz atalim.
Hava, Azot (Nitrojen ,% 78.084), Oksijen (% 20.946), Argon (%0.934), Karbondioksit (%0.033) ve diger gazlar (% 0.003) dan olusur. Yüksek basinç altinda sikistirilmis hava, dalis icin en yaygin olarak kullanilan karisimdir.

Oksijen renksiz, kokusuz, tatsiz bir gazdir ve su icinde cok az çözünür. Oksijen yasam için gerekli olan tek gazdir. Hava karisimindaki diger gazlar, çözücü (sulandirici) görevi üstlenir. Oksijen yüksek basinç; altinda, fazla oranda solundugunda tehlikeli olabilir. Bu olaya oksijen zehirlenmesi diyoruz.

Azot (Nitrojen) renksiz, kokusuz, tatsiz bir gazdir. Yasam icin gerekli degildir. Hava karisiminda oksijenin sulandiricisi olarak kullanilir. Fakat yüksek kismi basinç altinda `derinlik sarhoslugu` diye adlandirdigimiz bir etki gösterir. Bu da soluyan kisinin karar verme kabiliyetini ve yön duygusunu kaybetmesine neden olabilir. Bu sebeple derin dalislarda oksijenin sulandiricisi olarak helyum gazi kullanilabilir.

Helyum renksiz, kokusuz ve tatsizdir. Helyum da azot gazi gibi inert bir gazdir, yani kimyasal tepkimelere girmesi zordur. Dolayisiyla iyi bir sulandiricidir. Helyumum sarhosluk etkisi yoktur. Fakat isi iletkenligi cok yüksek oldugundan vücut isisinin çabuk kaybedilmesine yol acar. Bir baska özelligi de, solundugunda geçici bir konusma bozukluguna sebep olmasidir (ince sesli konusma)

Karbondioksit renksiz, kokusuz ve tatsiz bir gazdir. Dogadaki bir çok kimyasal tepkimede karbondioksit üretilir, fakat yüksek kismi basinçlarda solundugunda bilinç kaybina yol açabilir.

3) Gaz Kanunlari

Basincin gazlar üzerindeki bütün etkilerini daha iyi anlayabilmek için gaz kanunlarini gözden geçirelim.

Boyle Kanunu
Bu yasa, basinç altinda gazlarin sikismasi olayini soyle açiklar:
`Sabit sicaklikta bir gazin basinci ve hacminin çarpimi sabittir.`
Diger bir degisle, sabit sicaklikta gazlarin basinci ve hacmi ters orantilidir. Demek ki, bir balonu sisirip suyun 10 metre altina indirirsek, ortam basinci 1 bar`dan 2 bar`a yani iki katina çiktigindan, balonun hacmi de yarisina inecektir.
Cigerlerimiz de hava dolu bir balon gibidir, su yüzeyinde derin bir nefes alip 10 metreye serbest dalis yapan bir dalgicin cigerindeki hava, 10 metreye ulastiginda yüzeydeki hacminin yarisina inmistir. Dönüp hiç nefes vermeden su yüzeyine çiktiginda cigerindeki hava miktari ayni oldugundan, cigerin hacmi de ilk haline esit olacaktir.
Fakat tüple dalis yapan bir dalgiç için durum farklidir. Bu sefer dalgiç, 10 metrede hacmi yarisina inmis olan cigerini tüpteki havayla doldurur. Simdi cigerlerde yüzeydekinin iki kati kadar hava vardir. Yine hic nefes vermeden su yüzeyine geri döndügünde, cigerin içindeki hava ilk hacminin iki katina ulasmak isteyecektir. Bu da cigerin kapasitesini zorlayacagindan, zarar görmesine sebep olabilir.
Öyleyse bu noktada dalisin önemli kurallarindan birinin sebebini anlamis olduk: Dalis Süresince nefesini tutma ve su yuzeyine çikarken sürekli nefes ver!

Dalton Kanunu
`Bir gaz karisiminin toplam basinci, karisimi olusturan gazlarin kismi basinçlarinin toplamina esittir. Gazlarin kismi basinçlarinin toplam basinca orani ise, karisim içindeki hacimlerinin toplam hacme oranina esittir.`
Öyleyse, deniz seviyesinde 1 bar atmosferik basinçtaki hava karisiminda kismi basinçlar yaklasik olarak asagidaki gibi siralanabilir:
Oksijen: 0.21 bar
Azot: 0.78 bar
Diger: 0.01 bar
Simdi, azotun yüksek kismi basinçlarda ortaya çikan ve `derinlik sarhoslugu` dedigimiz olaya sebep olan narkotik etkisine geri dönelim. Azotun bu özelligi 30 m. den itibaren farkedilir olmaya baslar. (30 m. deki ortam basinci 4 bar. oldugundan, azotun kismi basinci yaklasik 3.2 bar`dir.) Etki yeterli derinlige ulasildiginda hemen hissedilir ve tekrar güvenli derinlige geri dönüldügünde hemen kaybolur.
Azotun narkotik etkisi bir dalgiç için çok tehlikeli olabilir. 30 m.den itibaren görsel ve isitsel uyarilarilara tepki azalir, ve algilama duser. 30-50 m. arasinda kontrol edilemez bir gülme istegi ve asiri bir kendine güven gelir, bu derinliklerde yön duygusu da kaybolur. Daha derinlerde halusinasyon etkisi gorulebilir.

Henry Kanunu
`Sabit sicaklikta bir sivi icinde çozünen gazin miktari, gazin kismi basinciyla dogru orantilidir.`
Gazlarin sivi içindeki çözünürlügünü günlük yasamda gazli içeceklerde görüyoruz. Örnegin bir sise coca-cola`nin içinde çözünmus bir miktar gaz vardir. Siseyi açmadan salladigimizda sisenin içindeki basinci yükseltiriz ve bir miktar daha gazin cola içinde çözünmesini saglariz. Eger siseyi bekletmeden açarsak, basinç bir anda hava basincina kadar düseceginden çözünmüs olan gaz, sivi içinde çözünmus olarak barinamaz ve kabarciklar halinde sisenin disina fiskirir.
Vücudumuzda da benzer bir olay gerçeklesir. Solunan hava, kana ve dokulara geçip vücut sivilari içinde çözünür. Basinç arttikca kan ve dokulardaki çozünmüs gaz orani artar. Eger basinçta ani düsüsler olursa, ayni Coca-cola örneginde oldugu gibi gaz, kabarciklar olusturarak siviyi terk eder ve bu da ciddi dolasim bozukluklarina yol açar.
Halk arasinda `vurgun yemek` diye bilinen dalis hastaligi gazlarin bu özelliginin sonucudur. Bu tür aksilikleri engelleyebilmek için, kan ve dokulardaki çözünmüs gaz yavas ve tehlikesiz olarak disari atilmalidir. Bu da deko tablolarinda belirtilen derinliklerde, belli süreler bekleyerek yapilir.

4) Suyun kaldirma kuvveti

Cisimler, suya konulduklarinda yüzerler, batarlar veya suyun içinde dengede dururlar. Bu, suyun kaldirma kuvvetinin bir sonucudur.
Cisimler üzerindeki kaldirma kuvveti bütün akiskanlarda olan bir özelliktir. Akiskanlarin bu özelligi ilk defa Yunan matematikçi Arsimet tarafindan su sekilde ortaya atildi:
`Tamamen veya kismen bir akiskanin içinde bulunan herhangi bir cisim, yerdegistirdigi akiskanin agirligi kadar bir kuvvetle yukari itilir.`
Bir cismi akiskanin içine yerlestirdigimizde, kendi hacmine esit hacimdeki akiskanin yerini degistirir veya tasirir. Yer degistiren akiskanin agirligi ise hacmi ve yogunlugunun carpimina esittir. Yani:
Kaldirma kuvveti = cismin hacmi x akiskanin yogunlugu
Öyleyse, akiskan az yogun bir maddeyse, cismin üzerindeki kaldirma kuvveti de az olacaktir. Su, havaya göre oldukça yogun bir maddedir. Bu sebeple, havada kaldirma kuvvetini hissetmememize ragmen su içinde bunu güçlü bir sekilde hissediyoruz.

Su altinda da cisimler yerçekimi etkisiyle asagi dogru çekilirler. Yani, her cismin havada oldugu gibi su içinde de agirligi vardir. Simdi Sekil.1 deki kuvvet dengesine bakalim. Eger cismin agirligi suyun kaldirma kuvvetinden büyükse, cisim batar. Eger küçükse, cisim yüzer ve eger bu iki kuvvet birbirine esitse, cisim su içinde dengede kalir.
Rahat dalis yapmanin en önemli noktalarindan biri de su içinde sürekli denge durumunda olabilmeyi basarabilmektir. Peki, bunu nasil basaracagiz?

Çiplak bir insan normal sartlarda suda batmaz. Diger bir deyisle, suyun kaldirma kuvveti, vücudun agirligindan fazladir. Vücut üzerindeki bu kaldirma kuvveti ise kemik yapisina, yag oranina,ciger kapasitesine vs., bagli olarak degisir. Dolayisiyla, dalgiçlar batabilmek icin agirlik takarlar. Bu agirligin miktari da dalgicin fiziksel özelliklerine göre degisecektir. Simdi, suya girdiginde `batabilir` oldugundan emin olan dalgicin ikinci düsünmesi gereken sey, su içinde istenilen derinlikte yeniden nasil dengeye ulasabilecegi ve dengede kalabilecegi olacaktir.

Agirligimiz sabit olduguna göre, bizi asagi dogru çeken kuvvet hiç degismiyor. Demek ki, yukari dogru olan kaldirma kuvvetini degistirerek iki kuvveti birbirine esitlemeye calisacagiz. Yukarida elde ettigimiz basit esitlige bakalim.
Bizi yukari iten kuvvet, suyun yogunluguyla hacmimizin çarpimina esit. Su sikismaz bir akiskandir, dolayisiyla yogunlugu sabittir. Öyleyse, hacmimizi degistirerek suyun kaldirma kuvvetini degistirebiliriz. Iste, dalis yeleginin (BC) önemli rolü burada ortaya çikiyor.

Su yüzeyinde, sisirilmis olan BC ile yüzer haldeyken, havayi bosaltiyoruz ve batmaya basliyoruz. Istenilen derinlige ulastigimizda ise, BC içine biraz hava vererek dengeye geliyoruz. Ayni derinlikte kaldigimiz sürece denge durumu bozulmaz. Simdi, daha derine indigimizi düsünelim. Bu noktada, yine Boyle Kanunu harekete geciyor.
Derine indikce, basinç artacak ve gaz hacmi azalacaktir. Dolayisiyla, BC`nin hacmi ve bununla birlikte suyun kaldirma kuvveti azalir, dibe dogru çekilmeye baslariz. Öyleyse, yeniden dengeye gelmek icin BC`ye biraz daha hava vermek gerekecektir.
Simdi, tekrar su yüzeyine dogru hareket edelim. Ufak bir basinç azalmasinda bile BC`nin içindeki hava genleseceginden denge bozulur ve yukari dogru hareket etmeye baslariz. Çiktigimiz her santimde bizi yüzeye çeken kaldirma kuvveti de artacaktir. Dolayisiyla BC`deki havayi azaltmadigimiz sürece sürekli hizlanarak yüzeye çekiliriz. Bu nedenle, su yuzeyine dogru çikarken BC`mizin içindeki havayi bosaltiriz.

Dalis fiziginin ana hatlarini inceledigimiz yazimizin ikinci bölümünde, su altinda isik, ses, isi iletimi, ve tüpteki havanin kullanimina deginecegiz.

5) Su altinda isik ve görüs

Isik, su altinda havada oldugundan daha farkli emilir, saçilir veya kirilir. Bu da görüsümüzde bazi degisikliklere sebep olur. Dalgiçlarin su altinda rahat hareket edebilmeleri için, bu özelliklerin anlasilmasi önemlidir.

Isigin Kirilmasi
Isik, bir ortamdan farkli bir ortama geçerken kirilir. Suyun içindeki cisimlerden yansiyan isinlar, dalgicin maskesine ulastiklarinda kirilirlar, dolayisiyla cisimler, karada oldugundan farkli algilanirlar.
Sekil.1`de görüldügü gibi baligin görüntüsü dalgiç tarafindan, oldugundan daha yakin bir noktada algilaniyor. Su ve havanin ortamsal özellikleri dikkate alindiginda, dalgicin, baligin görüntüsünü tam olarak nerede algiladigini bulabiliriz.

Baligin görüntüsü = Baligin gerçek uzakligi x (3/4)

Cisimlerin görüntülerinin degismesi, dalgiçlarda el-göz koordinasyonunu zorlastirici bir etkendir. Isigin kirilmasinin diger bir sonucu ise, cisimle dalgicin arasindaki uzaklik arttikça ortaya cikar. Bu sefer, cisimler olduklarindan daha uzak görünmeye baslarlar. Bu etkinin sebebi suyun hareketli olmasi, yani su içinde karmasik akintilarin bulunmasidir.

Görüntülerin degismesi, isigin sudan, maskenin içindeki havaya geçerken kirilmasi yüzünden olmasina karsin, maske içindeki havanin görüs için önemi büyüktür. Gözün içindeki maddeyle, suyun kirilma özellikleri çok benzer oldugundan, çiplak gözle su içinde net görüs imkansizdir. Cisimlerin görüntüleri gözün retinasinin çok arkasinda odaklanacagindan, görüntü hiçbir zaman net olmayacaktir.


Isigin emilmesi
Isik suda emilir; bu sürçte, derinligin artmasiyla birlikte isik, hizla yokolur. Beyaz isigi olusturan 6 degisik renk, yani kirmizi, turuncu, sari, yesil, mavi ve mor, su içinde degisik etkilesimlerle emilir, diger bir deyisle, bu renkler degisik derinliklerde yokolur. Çok berrak sularda, önce kirmizi, sonra turuncu, sari, yesil, mavi ve mor emilir. Sekil.2`de, berrak suda, artan derinlikle birlikte isigin degisik renklerinin nasil emildigini görüyoruz.

Fakat, kiyilara daha yakin bölgelerde ayrismis bitkisel, hayvansal parçaciklar ve planktonlar bulunur, ve bunlar isigin renklerinin emilme sirasini degistirir. Örnegin, planktonlar mor ve mavi isigi emerler. Dolayisiyla, isigin son ulastigi derinliklerde sadece sari ve yesil isik bulunur. Suyun özelligine, ve içinde barindirdigi mikroskopik hayata bagli olarak renklerin emilme sirasida cok degisebilir.

Cisimler hangi rengi en fazla yansitiyorlarsa, o renkte görünürler. Yani, kirmizi bir balik, diger renkleri cogunlukla emer ve en çok kirmizi isigi yansitir. Simdi Sekil.2`deki semaya dönelim. 5 metrede kirmizi isigi kaybediyoruz, dolayisiyla, kirmizi disinda bütün renkleri emme özelligi olan bir baligi, bu derinlikten sonra kirmizi degil, siyah görmeye baslariz. Bazi maddeler ise, birkac rengi birden yansitirlar, ve en çok yansittiklari rengi alirlar. Bu maddelere en güzel örnek, kandir. Kan yesil isigi da yansitmasina karsin, kirmizi isigi daha güçlü yansittigindan, karada kirmizi görünür. Derinde kirmizi isik yok oldugunda, kan yesil görünmeye baslar. Dalgiçlarin 5 metre derinlikten itibaren bembeyaz görünmelerinin sebebi de kirmizi isigin berrak suda çok çabuk emilmesidir.

Su altindaki hayati gerçek renkleriyle görebilmek için suni isik kaynaklarina ihtiyaç duyariz. Fotografçilikta da, suni isik kaynaklarinin önemi büyüktür.

6) Su altinda ses

Ses, madde içindeki küçük sikismalarin iletilmesidir. Ses dalgalari madde içinde yol alirken molekülleri titrestirir, ve bu da maddenin denge basincinda ufak sapmalara neden olur. Madde içinde olusan ve moleküllerin titresmesiyle iletilen, bu yuksek ve alçak basinç profili, çok duyarli bir ses alici olan kulak tarafindan algilanir.

Ses, kati, sivi veya gaz - her madde içinde iletilir. Sesin iletilme hizi ise maddenin özelliklerine baglidir.
Su, havaya göre çok daha yogun bir madde oldugundan, küçük sikismalar su molekülleri tarafindan çok daha çabuk algilanir ve ses havada oldugundan çok daha hizli iletilir.

Sekil.3`te göründügü gibi, deniz suyunda sesin iletilme hizi, soguk bir kis gününde havadaki iletilme hizinin 5 katina yakindir.
Su içinde sesin iletimi hizli olmasina karsin, denizdeki degisik sicakliklardaki tabakalar ses dalgalarini önemli oranda saptirir. Ayrica özellikle sig sularda, ses dalgalari, suyun yüzeyinden veya cisimlerden yansiyacagindan ses alani karmasik bir hal alabilir, ve kolay algilanamaz.

.