Ana Sayfa | Yazılar | Resimler | Videolar< önceki| sonraki >

Yazılar

Yıldırım ve Oluşumu

17 Ağustos 2008 15 :45 | Spinoza | 0 fav | 0 yorum | etiket: atom , elektron , fizik , gaz , hava , kimya , kuvvet , madde , moment , vektör , yıldırım ve oluşumu

Yıldırımlar, insanların her zaman ilgisini çekmiş ve hayatını etkilemiştir. Tarih boyunca bu konu üzerinde çeşitli efsaneler oluşmuştur. Ancak bilimsel anlamda yıldırım ile ilgili ilk tanımlamalar 17.yy.’da başlamıştır. İlk olarak Descartes, yıldırımın bulutların çarpışmasıyla sıkışan havanın ışık ve ısı etkisinin meydana geldiğini ve ısının gürültüye neden olduğunu söyleyerek yıldırım ile ilgili ilk teoriyi ortaya atmıştır. 18.yy.da Fizikçi Jalbert, yıldırım olayı ile sivri uçların ilgisini dile getirmiştir. Aynı yıllarda Romans, yıldırım olayının elektriksel bir olay olduğunu söyleyerek, yıldırımda elektrikten bahsetmiştir. Franklin 1725 yılında balon deneyi yaparak bulutların elektrik yüklü olduğunu ispat etmiştir. 1929 yılında İngiliz Doktor Simson ve Fransız Mathias tarafından yapılan çalışmalarla yıldırım konusu açıklanmaya çalışılmıştır.

Yıldırım, bulut ile yer arasındaki elektrik yüklerinin hızlı boşalması olayı olarak ifade edilmektedir. Atlamanın gerçekleşmesi için, havada asılı duran bulutlar ile yer arasındaki hava iyi bir iletken olmadığından, yaklaşık 100.000.000 voltluk bir gerilim oluşması gerekmektedir. Bulutların yıldırım üretmesi için önce elektrik yükleri ile şarj olması gerekmektedir. Bulutların şarj olması için fırtına bulutunun yere yakın olan kısmı negatif yükle yüklenir (Bu durum her zaman için geçerli değildir). Bu arada yer pozitif yükle yüklenir. Yüklenme hem bulut hem de yeryüzünde birbirine ters kutuplar olarak gerçekleşir. Aradaki potansiyel farkı artınca yalıtkan olan havanın delinmesiyle buluttaki veya yerdeki yüksek voltaj deşarj olur. Bu deşarjlarda 2000 ile 200.000 amper arası akım oluşmaktadır. Atmosfer olaylarında bulut ile bulut arasında oluşan boşalmaya şimşek, bulutla yer arasında oluşan boşalmaya yıldırım denir.

Yıldırımı oluşturan fırtına bulutunun oluşumu açıklanabilmekle birlikte bu bulutun nasıl elektrikle yüklendiği konusunda kesin bilgilere ulaşılamamıştır. Hava akımları, yere yakın hava tabakalarının iyice ısınması ile oluşmaktadır. Çok büyük yüksekliklerden aşağı inen soğuk hava ile bu hava tabakası yer değiştirir. Nem ise yüksek sıcaklıkta buharlaşma ile meydana gelir. Hava, yukarı çıkışı sırasında soğur ve belirli bir yükseklikte su buharına doyacağı bir sıcaklığa erişir. Daha fazla yükselmesi konzenzasyona sebep olur ve bulut oluşur. Yıldırım bulutunun oluşumunda üç aşama söz konusudur; gençlik, olgunluk ve yaşlılık.

Gençlik aşamasında aşağıdan yukarı doğru ve kenarlardan ortaya doğru hava akımları artar. Bu durum yaklaşık 10-15 dakika sürer. Olgunluk aşamasında yağmurlar oluşur. Sıfıra yakın sıcaklık derecelerinde iyice azalan bulut kaldırma kuvveti şiddetli yağmurlara sebep olur. Aynı anda yukarıdan aşağıya hareket eden soğuk rüzgarlar görülür. Bunlar yere ulaştıklarında şiddetli fırtınalara sebep olurlar. Bu aşama yaklaşık 15-30 dakika sürer. Yaklaşık 30 dakika süren yaşlılık aşamasında ise hava akımları sona erer.

Yıldırım bulutlarında elektrik yüklerinin oluşu ile çeşitli teoriler bulunmakla birlikte tam olarak açıklanamamıştır. Bu teorilerden biri Simpson ve Lomonosow’un teorisidir. Onlara göre bulutlardaki yükler hava akımı yardımıyla oluşmaktadır. Sıcak ve soğuk havanın yer değiştirmesi sonucunda oluşan hava akımı bulutlardaki su damlacıklarını harekete geçirir. Hareket halindeki su damlacıkları, birbirleriyle sürtünmek suretiyle yüklü hale gelirler. Bulutlardaki hava akımları su damlacıklarının dağılmasına ve tekrar birleşmesine sebep olurlar. Yapılan laboratuar çalışmalarında dağılan su damlacıklarından küçük damlacıkların negatif, büyük damlacıkların ise pozitif olarak yüklendiği gözlenmiştir. Bu bilgilere göre büyük su damlacıkları yani pozitif yüklü damlacıklar bulutun alt kademelerinde ve rüzgar hızının büyük olduğu bölümlerde olmalılar. Küçük negatif yüklü su damlacıkları ise rüzgar tarafından itilmeli ve bulutun daha yukarı kısımlarından dağılmalılar.

Yıldırım bulutundaki yüklerin yukarıda anlatıldığı şekilde meydana geldiği kabul edilecek olursa bulutun alt kısımları pozitif yüklü olacağından yıldırım deşarjı da pozitif kutbiyette olacaktır. Yapılan gözlemler pozitif kutbiyetteki yıldırım deşarjlarının %10-15 civarında olduğunu, deşarjların yaklaşık %85-90’ının negatif kutbiyette gerçekleştiğini göstermektedir. Dolayısıyla Simpson ve Lomonosow’un teorileri yıldırım bulutlarındaki elektrik yüklerinin meydana gelişini tam olarak açıklayamamaktadır.

Bu konudaki diğer bir teori de Elster ve Geitel tarafından ortaya konulmuştur. Onlara göre bulutların, yüklenmesi tesir yoluyla elektriklenme ile açıklanmaktadır. Dünya yüzeyindeki elektrik yükü –5x105 C kabul edilirse bu yükün içinde bulunan su damlacıkları alt uçları pozitif, üst uçları negatif olmak üzere kutuplanır. Yer çekimi etkisiyle aşağıya doğru düşen büyük su damlacıkları havanın oldukça yavaş hareket eden iyonlarına yaklaşırlar ve bu sırada su damlacığının pozitif alt ucu havanın negatif iyonunu absorde ederken pozitif iyonu da iter. Böylece ağır su damlacıkları negatif elektrikli parçacıklar haline gelir. Aynı şekilde kutuplanan küçük su damlacıkları yukarıya doğru hareket ederken havanın pozitif iyonlarını absorde ederler ve negatif iyonları iterler. Bu durumda hafif su damlacıkları da pozitif elektrikli parçacıklar haline gelirler.

Elster ve Geitel’in teorisine göre bulutun alt kısımlarında negatif yükler bulunmaktadır. Teori negatif kutbiyetteki yıldırım deşarjlarını açıklayabilmedir gibi görünse de aslında eksik yanları bulunmaktadır.
Bir yıldırım bulutunun su damlacıklarından çok buz kristalleri ve kar parçacıklarından oluştuğu düşünülürse, bu buz kristalleri ve kar parçacıklarının dünyanın elektrik alanı ile kutuplanma olasılıkları oldukça düşüktür.

Konu üzerine başka bir teori de J.I.Frenkel tarafından ortaya atılmıştır. Frenkel’e göre havada her iki işaretli iyonlar var olduğundan, dünyanın negatif elektrik yükleri kaçmaya ve iyonosferin pozitif elektrik yükleri ile birleşmeye yatkındır. Dolayısıyla dünyanın azalan elektrik yükünü sürekli olarak takviye edecek bir olayın olması gerekmektedir. Dünyanın elektrik yükünün sabit kalmasında en önemli rolü negatif yıldırım deşarjları sağlayacaktır. Bu teoriye göre her iki işaretli iyonlardan oluşan hava ile küçük su damlacıkları veya buz kristallerinden meydana gelen bir ortam göz önüne alınır ve havanın negatif iyonlarının daha küçük su damlacıklarına ya da buz kristallerine konduğu var sayılır. Buna göre bulut, negatif yüklü su damlacıkları ve pozitif iyonlu havadan oluşur (negatif iyonlar su damlacıkları tarafından yutulmuştur).

Sonuç olarak araştırmalar yıldırımın oluşumu sırasında bilinen dört çeşit yıldırım tipi olduğunu ortaya koymaktadır; (-) inişli, (-) çıkışlı, (+) inişli ve (+) çıkışlı. Bu yıldırım tipleri elektrik yüklerinin boşalma yönü ve yükün negatif veya pozitif olmasına göre belirlenir. Yukarıya çıkan yıldırımlar yerde biriken yüklerin buluta doğru boşalması şeklinde oluşurken, aşağı inen yıldırımlar ise buluttaki yükün toprağa doğru boşalması ile oluşur.
Bulutların negatif yüklü olduğu durumlarda yerin pozitif yüklü sivri bölgelerinden bulutun negatif yüklü bölgesine doğru başlayan ön boşalmalar şeklinde görülür. Boşalmalar genelde düz araziler üzerindeki yüksek yapılardan veya yeryüzündeki yüksek dağlık kesimlerden başlar. Deşarj olgunlaştığında akım değeri 10.000amperi bulur.

Aşağı inen yıldırımlarda, bulutun alt kısmındaki enerji yalıtkan havayı delebilecek yeterli enerji seviyesine geldiğinde toprağa doğru bir elektron demeti harekete geçer. Birinci demet 10-50 metrelik mesafeyi 50.000 ila 60.000 km/sn arasındaki hızla kat eder. 30 ile 100 mikron saniye süren bir aradan sonra ikinci bir deşarj, birinci deşarjın yolunu izler ve birinciden 30 ile 50 metre arası daha ileri gider. Daha sonra üçüncü deşarj, ardından dördüncü deşarj meydana gelir. Her bir deşarj öncekinden 30-50 metre ileri giderek yıldırımın ucunun yeryüzüne yaklaşmasını sağlar.
Ön boşalma yere yaklaştıkça elektrik alanı havanın delinme dayanımı üzerine çıkacak kadar artar. Böylece yeryüzünün sivri bir noktasından bir boşalma yukarıya doğru ilerleyerek ön boşalma ile birleşir. Yaklaşık 50.000 km/sn’lik bir hızla aşağıdan yukarıya doğru iyonizasyonlu ve kanalda depo edilen yükü toprağa boşaltır. Bu deşarj esnasında 200.000 ampere kadar çıkan akım 100.000.000 voltluk bir gerilim ile toprağa akar. Açılan yıldırım kanalından çok kısa bir sürede defalarca kez deşarj meydana gelir.

Yıldırımların Etkileri:
Yıldırımın oluşumu ile ortaya çıkan 6 ayrı etkiden söz etmek mümkündür. Bu etkiler; elektrodinamik, basınç, ses, elektrokimyasal, ışık ve ısı etkisidir.
Elektrodinamik etki, yıldırımın iniş yolu üzerinde oluşturduğu manyetik alan içinde yer alan

llerde oluşan kuvvetlerdir. Bu etki sonucunda ince anten borularda ezilme, paralel iletkenlerde çarpışma ve iletken kroşelerin sökülmesi gibi olaylar görülür.

Yıldırım kanalı içerisindeki elektrodinamik kuvvetlerden ileri gelen basınç bu akımın sönmesi ile patlama şeklinde havayı genleştirerek gök gürültüsünü meydana getirir. Söz konusu basınç ve gürültü yakında bulunanlarda, patlamalarda oluşan şok etkisini yaratabilir. Cam kırılması gibi olaylarla karşılaşılabilir. Basınç ve ses etkisinin bir nedeni de yıldırım kanalında ortaya çıkan ısı etkisinin çok büyük ve ani bir genleşme meydana getirmesidir.
Eletrokimyasal etki ise, büyük akım şiddetinden dolayı elektrolit parçalanma sonucu demir, çinko ve kurşun gibi

llerin açığa çıkmasıdır. Aynı zamanda ozon gazı oluşumu da bu etki içindedir.

Işık etkisi, yıldırım oluşumunda yıldırım kanalında meydana gelen çok parlak bir ışık yayılmasıdır. Yakın mesafelerde geçici görme bozukluklarına sebep olabilir.
Isı etkisi yıldırım kanalında oluşan ısı ve yıldırımın geçtiği iletkenlerde oluşan ısı şeklinde görülür. Akım değerinin çok yüksek olmasına rağmen, çok kısa sürede gerçekleşmesi iletkenlerde aşırı ısı artışı oluşturmaz.

Yıldırımın düştüğü yerlerdeki etkileri, düştüğü yerin durumuna göre değişmektedir. Korunmayan bir bölgeye düşen yıldırım ağaçların yanmasına, üzerinden geçtiği canlıların ölmesine ve elektrik-elektronik donanımlarda hasar oluşmasına sebep olabileceği gibi, sivri noktalardan toprağa geçerek zararsız bir biçimde sona ermesi de olasıdır.

İnsanların yıldırımı hissetmesi mümkün olabilmektedir. Şöyle ki; ilk ön boşalmalar sırasında çok kısa zaman tanıyacak kadar bir elektrik alanı içinde olduğunu anlamasına olanak verir. Bu durumlarda toprağa yüz üstü yatarak toprak ile bulut arasındaki mesafeyi kısaltıp yıldırımın iniş veya çıkış noktası olmaktan kaçınmak gerekmektedir. Korunması olmayan bölgelerde olabildiğince en yüksek nokta olan alanlardan uzakta durmak gerekmektedir.

YILDIRIMLARDAN KORUNMA YÖNTEMLERİ

Yağışlı havaların pek önemsenmeyen, ancak büyük bir tehlike yaratabilen meteorolojik oluşum olarak kabul edebileceğimiz yıldırımlardan iki ayrı şekilde korunma yöntemlerini “Pasif Korunma” ve “Aktif Korunma” olarak iki başlık altında toplamak mümkündür.

PASİF KORUNMA:
Pasif Yakalama Ucu:
Pasif korunma yönteminde; yıldırımdan korunma yüksek noktalara sivri uçlu

llerin konulup toprak bağlantısının yapılması ile sağlanır. Bu konuda ilk çalışmalar 1760 yılında Franklin tarafından yapılmıştır. Korunması gereken binanın üzerine sivri uçlu bir demir konularak iletkenlerle toprağa irtibatlanması ile ilk yıldırımsavar (paratoner) sistemi kurulmuştur. Konulan çubuğun etkinlik sahası çubuk boyunu yarıçap kabul eden bir daire şeklindedir. Günümüzde ise koruma çapı çubuk boyu olarak kabul edilmektedir. Yıldırımın sivri uca düşerek oradan toprağa verilmesi sağlanır. Böylece düşen yıldırımın binaya ve çevresine zarar vermesi engellenmiş olur.

Faraday Kafesi:
1884 yılında Melsens tarafından ortaya atılarak günümüzde de etkin korunma için sıklıkla kullanılan “Faraday Kafesi” geliştirildi. Faraday’ın yaptığı çalışmalarda iletken bir kafes içinde elektrik alanının sıfır olduğu belirlenmiştir. Bu bilgiyi kullanarak, Melsens yıldırımdan korunması istenilen yapıyı bakır iletkenlerle yatay ve dikey olarak kafes içine alarak ve çatıda belirli aralıklarla sivri uçlar çıkararak, tabanda da iletkenlerin çok noktada topraklama oluşturması suretiyle koruma sağlamıştır. Bu durumda binanın her tarafı eş potansiyel haline gelecek ve bina üzerine düşecek bir yıldırım, binaya zarar vermeden bakır kafes üzerinden toprağa akacaktır. Faraday kafesinin sağladığı güvenlik, gözlerinin boyutlarına bağlıdır. Gözler küçüldükçe koruma artmaktadır. Faraday kafesi doğru şekilde uygulandığında çok etkin koruma sağlayan bir yöntemdir. Ancak ilk kurulum maliyetinin yüksekliği ve çok doğru uygulama gerektirmesi, bakır kafesin oksitlenmesi durumunda ağır bakım maliyetleri uygulamanın çok yaygın olmasını engellemektedir.

AKTİF KORUNMA:
Aktif paratonerler (çekme uçları) yıldırımın oluşumunu engellemek veya yıldırımı üzerine çekerek daha güvenli bir korunma sağlama amacıyla kullanılmaktadır. Aktif paratonerlerde havanın iletken hale getirilerek yıldırımın, paratonerin sivri ucunda yakalanması amaçlanmaktadır. Aktif paratonerler, günümüzde üç ayrı biçimde bulunmaktadır.

Radyoaktif Paratonerler:
Radyoaktif paratonerlerin çalışma prensibi, radyoaktif elementler kullanılarak korunması gereken yerde havayı iyonize ederek daha iletken hale getirme ve yıldırımı yıldırım çekme uçuna çekerek, buradan toprağa verme şeklindedir.

M. Dauzere’nin (1930) yıldırımın çokça görüldüğü yerlerde havanın normal şartlara göre daha yüksek bir iyonizasyona sahip olduğunu gözlemlemesi, iyonize edici paratonerlerin kullanımının başlangıcı olmuştur. Bu konudaki ilk deneyi Szillard yapmıştır. Szillard, iletken bir çubuğun üzerine radyum koyarak yaptığı denemelerde başarılar elde etmesi ile radyoaktif paratonerlerin temelini teşkil etmiştir.

Radyoaktif elementin yaydığı radyasyon ile havayı iyonize eden radyoaktif paratonerlerin gövdesi içinde kurşun bir hazne bulunmaktadır. Bu küresel kurşun haznenin üzerinde ışımanın engellenmemesi için delikler mevcuttur. Radyo element bu kurşun hazne içine konur. Işıma, kurşundan geçemeyeceği için üst kısımlardaki deliklerden havaya doğru yönelecektir. Bu saçılan pozitif iyonlar belli bir çap içindeki yıldırımı kendisine çekerek koruma sağlayacaktır. Koruma çapının belirlenmesinde kullanılan radyoaktif elementin miktarı belirleyici faktördür. Kullanılan element ne kadar fazla ise koruma çapı da o oranda artar. Radyoaktif madde çok fazla arttırıldığı halde koruma yarıçapında doğadaki bazı sınırlamalardan dolayı artış olmadığı belirlendiğinden, üretimlerinde en fazla koruma çapı 200 metre olacak şekilde planlanmaktadır.
Paratonerlerde kullanılan radyoaktif element alfa, beta ve gama ışıması yapar. Radyasyon tarafından havanın iyonize olma miktarı alfa ışımasının kinetik enerjisiyle orantılıdır. Bu sebeple radyoaktif paratonerlerin üst kısımlarında ışımanın hızını yavaşlatmayacak şekilde boşluklar vardır. Işıma hızının azalması alfa partiküllerinin iyonlama gücünü neredeyse tamamen yok ederler. 1 mgr radyumun saniyede 136 milyon alfa partikülü ürettiği ve her bir partikülün 187 bin iyon çifti meydana getirdiğini dikkate alacak olursak, içinde 1 mgr radyum bulunan bir radyoaktif paratonerin bir saniyede 25,4 x 1012 tane pozitif iyon çifti meydana getirdiği görülür.

Meydana gelen bu yüksek iyon sayısı kimi zaman, yıldırım düşürecek kadar fazla yüklü olmayan bulutları da tetikleyecek ve gereksiz yere risk oluşturabilecektir. Gama ışınlarının yıldırımı yakalamada bir rolü olmasa da paratonerde kullanılan radyoaktif element bu ışımayı da doğal olarak yapar. Gama ışıması insan sağlığı için son derece tehlikelidir. Yüksek seviyeli bir gama ışımasına karşı önlem alınmadığı takdirde mide bulantısı ve kusma ile başlayan rahatsızlıklar, hücre bölünmesinde düzensizlik, kanser, DNA yapısında bozukluklara (mutasyon) ve ölüme kadar ilerleyecektir. Bu paratonerlerde radyoaktif element olarak Americium 241 ve Radium 226 kullanılmaktadır. Bu elementlerin yıldırımı yakalamak için yaptıkları alfa ışımasının ömrü en iyi (kuru, yıprandırıcı olmayan) hava koşullarında 10 yıl iken, doğal hava şartlarında 5 yıla kadar düşebilmektedir. Beş ila on yıl arasında yıldırım yakalama ömrü olan radyoaktif paratoner ışınlarının insan sağlığına zararları ise çok uzun yıllar boyunca sürer.

Montajı ve periyodik bakımları sırasında, yanına yaklaşırken dahi dikkatli olunması ve çıplak elle kati suretle temas edilmemesi, mümkünse özel eldivenler ve giysilerle yaklaşılması gerekmektedir. Paratoner içindeki radyoaktif elementin tutulduğu kurşun kılıfın yıldırım deşarjı anındaki yüksek sıcaklıktan erimesiyle oluşabilecek tehlike son derece ürkütücüdür. Serbest, koruyucu kılıfsız kalan radyoaktif element küresel bir şekilde ışıma yapacak ve paratonerin yaklaşık koruma çapı kadar olan bölgede radyasyon değeri istenmeyen biçimde artacaktır.

Radyoaktif paratonerler, 1982 yılından beri Avrupa’da ve Amerika’da kullanımı yasaklanmış olup ülkemizde de TAEK’in 31.03.2000 tarihli yazısıyla, kullanımına sınırlandırma getirmek amacıyla içerdiği radyoaktif elementlerin ithalatı yasaklanmıştır. Bu paratonerlere sahip olanların, yetkilendirilmiş bir şirket vasıtasıyla paratoneri Atom Merkezi’ne teslim edilmesi istenmektedir.
Amerikyum elementi ile çalışan radyoaktif paratonerlerin de kısa bir süre sonra yasaklanması beklenmektedir.
Radyoaktif paratonerlerin pozitif yüklü bulutlardan oluşan (yıldırımların %10-%15’i) yıldırımlara karşı herhangi bir koruması yoktur. Sadece negatif yüklü bulutlardan oluşan yıldırımlara karşı koruma sağlar.

Piezzoelektrik Paratonerler:
Piezzoelektrik elementler basınca maruz bırakıldığında yüksek gerilim üreten elementlerdir. Elementin bu özelliği paratoner üreticileri tarafından kullanılmış ve piezzoelektrik prensibiyle çalışan paratonerler imal etmişlerdir.
Rüzgar etkisiyle salınım yapan paratonerin gövdesi, içerisindeki piezzoelektrik kristallerini basınca maruz bırakır ve yüksek gerilim darbeleri oluşur. Bu darbeler paratonerin yakalama ucu üzerindeki ark boynuzlarına gönderilir ve burada ark etkisiyle hava iyonizasyona uğratılır. Paratonerin çalışabilmesi salınım yapması gereksinimi ve bunun için rüzgara ihtiyaç duyulması bu paratonerin en büyük dezavantajıdır.

Elektrostatik Aktif Paratonerler:
Elektrostatik paratonerin çalışma prensibi o anki havanın yüklerine göre elektrik alan şiddetinin arttırılmasına dayanmaktadır. Böylece negatif veya pozitif yıldırım çeşitlerine karşı koruma sağlamış olmaktadır. Yıldırıma karşı korumada en son geliştirilen bu yöntem hızla yaygınlaşmaktadır. Bu paratonerlerin çalışma prensibi, yıldırım yeryüzü ile birleşmeden önce yakalayarak deşarjı güvenli bir biçimde toprağa yapmaktır. Elektrostatik paratonerlerde bu nedenle yakalama hızı (?t) önem kazanır. Havada oluşturduğu elektrik alan sayesinde yıldırıma iletken bir yol hazırlayarak toprağa veren elektrostatik paratonerler havayı iyonize etmediği için gereksiz deşarjlara neden olmamaktadır. 2 metre uzunluğunda çelik bir üniteden oluşan elektrostatik paratonerler özel bir bakım ihtiyacı duymamaktadır.

Dünya’da ve Türkiye’de kullanımı hızla artmakta olan ve radyoaktif paratonerlerin yerini alan elektrostatik paratonerler yine 200 metre koruma çaplı olarak tasarlanmaktadır. Kullanım yerine göre $950-$1500 arasında maliyetleri bulunmaktadır.

Kullanılan korunma yöntemi ne olursa olsun, yöntemin dikkatli ve doğru biçimde uygulanması ve özellikle son derece dikkatli topraklama (yıldırımı çeken ucun toprağa bağlanması) yapılması ayrıca periyodik olarak kontrolü gerekmektedir. Paratonerlerin toprak bağlantısının kuru havada en fazla 5? olması istenmektedir.

Sonuç olarak insanların ve donanımların güvenli bir şekilde yıldırımlara karşı korunması için her kuruluş kendi üzerine düşen görevi yerine getirerek gereken tedbirleri almak durumundadır.

Kitleden Enerjiye

17 Ağustos 2008 15 :43 | Spinoza | 0 fav | 0 yorum | etiket: atom , elektron , fizik , gaz , hava , kimya , kitleden enerjiye , kuvvet , madde , moment , vektör

1896 yılında "radyoaktivite" olgusunun keşfedilip Marie Curie tarafından adının konmasından sonra, "enerji" konusuyla ilgili yepyeni bir sorun çıkıvermişti ortaya... Uranyum ve toryum gibi radyoaktif maddeler, şaşılası ölçüde enerjiyle yüklü partiküller neşrediyorlardı. Dahası, radyum, kesintisiz biçimde ve büyük miktarda ısı saçıyordu. Curie'nin hesabına göre, bir ons radyum, saatte 4.000 kalori veriyordu. Üstelik, bu süreç, saatlerce, günlerce, yıllarca sürüyordu, kesintiye uğramaksızın... En "enerjik" kimyasal reaksiyon bile, radyumun serbest bıraktığı enerjinin milyonda birini bile sağlayamazdı. Daha da ilginci, bu enerji üretimi, kimyasal reaksiyonlardan farklı olarak, ortam ısısından bağımsızdı. Bir başka deyişle, enerji salgılama süreci, sıvı hidrojenin düşük ısısında, da, ortalama oda sıcaklığında da işliyordu.

Bütün bu gözlemler ışığında tek sonuç çıkarılabilirdi: Buradaki "enerji", bildiğimiz kimyasal enerjiden çok farklı bir şeydi. Fizikçiler ve insanlar Tanrı'nın şanslı kullarıymışlar ki, bunun sırrını çözmek için çok beklemek zorunda kalmadılar. Birçok konuda olduğu gibi, burada da, kilidi açan anahtarı, Özel İzafiyet Teorisi ile Einstein sağladı.

Einstein "enerji" olgusuna matematiksel açıdan yaklaşmış, "kitle" denilen şeyin aslında özel bir enerji türü olduğu sonucuna varmıştı. Şu farkla ki, kitle, öteki enerjilere kıyasla çok daha yoğun, çok daha konsantreydi. Bu da, çok küçük bir kitlenin, ' hacmiyle j kıyaslanamayacak kadar çok enerjiye dönüşebilmesinden belliydi.

Einstein'in enerji-kitle ilişkileri konusunda geliştirdiği denklem, çağdaş bilimin en ünlü denklemidir:

e= mc2

Bu denklemde, "e" erg'le ölçülen enerjiyi, "m" gramla ölçülen kitleyi, "c" de santimetre/saatle ölçülen ışık hızını simgelemektedir.

Işık saatte 30.000 milyon santimetre hızla hareket ettiğine göre, c2'nin sayısal değeri 900 trilyondur. Giderek, bir gramlık kitle enerjinin dönüştürülmesi, 900 trilyon erg yaratır. "Erg" bilinen terimlerle ifade edilmesi güç bir minik enerji birimidir. Bu konuda yine de bir fikir verebilmek için, bir gramlık bir kitledeki enerjinin, 1.000 vatlık bir elektrik ampulünün tastamam 2.850 yıl işleteceğini söyleyebiliriz. Bir başka basit benzetmeyle de, bir gramlık kitlenin bütünüyle enerjiye dönüştürülmesi, 2.000 ton petrolün yakılmasından elde edilecek enerjiye eşit enerji üretir.

Einstein'in e = mc2'si, bilim dünyasının kutsal kuramlarından birini de çökertmişti. Bilindiği gibi, Lavoisier, eskilerin deyimiyle "baka-i madde" kuramıyla, maddenin ne yoktan yaratılabileceğini, ne de varken yok edilebileceğini öne sürmüştü. Ne var ki, enerji salgılayan her kimyasal reaksiyon az da olsa bir miktar maddeyi enerjiye dönüştürüyordu. Çok hassas tartı araçları kullanılabilseydi, maddenin enerjiye dönüşmeden önceki ağırlığıyla dönüştükten sonraki ağırlığı arasında çok az bir fark bulunduğu görülecekti, büyük olasılıkla... Ama, basit bir kimyasal reaksiyon sırasındaki kitle kaybı öylesine azdı ki, ondokuzuncu yüzyıl kimyacılarının elindeki ölçü teknikleri bunları saptamada yetersiz kalıyordu.

Ama, Einstein'in çığır açan buluşundan sonra, fizikçiler, yanan kömürün kimyasal reaksiyonundan çok farklı bir olgu üstünde çalışmaya başlamışlardı. Bu, radyoaktivitenin nükleer reaksiyonuydu. Nükleer reaksiyonlar öylesine büyük hacimlerde enerji veriyordu ki, kitlelerin önceki ve sonraki ağırlıkları arasındaki fark ölçülebilir duruma gelmişti.

Kitle-enerji dönüşümü konusundaki gözleminden yola çıkan Einstein, çözümlemelerini bir adım öteye götürerek, yine eskilerin deyimiyle "baka-i madde" ve "baka-i kudret" yasalarını tek bir yasa altında birleştirdi: "Kitle-enerjinin korunması yasası"... Böylece termodinamiğin birinci yasası varlığını korumakla kalmıyor, üstelik bu gelişmelerden daha da güçlenmiş olarak çıkıyordu.

Kitle spektroerafisi yöntemlerinden yararlanarak kitlenin gerçekten enerjiye dönüştüğünü deneysel olarak ilk kanıtlayan Francis W. Aston' dur.

Aston, atom çekirdeklerinin manyetik alana çarptıklarında ne kadar saptıklarını ölçerek, atom çekirdeklerinin kitlesini de ölçmeyi başarmıştı. 1925 yılında daha da hassas aygıtlarla yaptığı deneylerde, Aston, değişik çekirdeklerin kendilerini oluşturan nötron ve proton kitlelerinin basit bir toplamı olmadıklarını da kanıtlamıştı.

Burada bir soluk alıp, şu nötron ve proton kitleleri üstünde biraz duralım. Yüzyıla yakın süredir, atomların ve atom-altı partiküllerin kitleleri, oksijenin özgül ağırlığı 16 olarak alınıp ölçülmüştü. Gelin görün ki, 1929 yılında, William Giaque, oksijenin Oksijen 16, Oksijen 17 ve Oksijen 18 adı verilen üç ayrı izotoptan oluştuğunu, oksijenin atom ağırlığınınsa bu üç izotopun kitle sayılarının ortalama ağırlığı alınarak hesaplandığını ortaya koydu.

Aslına bakılırsa, "16" sayısı kesine yakın bir ağırlıktı. Üç izotop arasında en yaygın olanı Oksijen 16 idi. O kadar ki, bu izotop, oksijen atomlarının yüzde 99.759'unu oluşturuyordu. Bunun da anlamı, oksijenin atom ağırlığının net 16 olması durumunda, Oksijen: 16 izotopunun kitle sayısının 16'dan biraz daha az olduğuydu. Çok küçük miktarlarda bulunan Oksijen 17 ve 18 izotopları, ortalama değeri net 16'ya çıkarıyordu. Kimyacılar, Giaque'ın buluşundan yirmi yıl sonrasına kadar 16 rakamını esas aldılar kendilerine... "Kimyasal atom ağırlığı" diye küçük bir ekleme-düzeltme yapmakla yetindiler.

Fizikçilerin tutumuysa bütünüyle farklıydı. Oksijen 16 izotopunun kitlesini net 16.00000 olarak benimsemeye, öteki bütün kitleleri de buna dayanarak ölçmeye devam ettiler. "Fiziksel Atom Ağırlığı" kavramı da bu temel üstünde geliştirildi. Oksijen 16'daki 16 değerinin 16'ya eşit olduğu görüşünden yola çıkarak bazı hesaplar yaptılar. Daha ağır izotopların ağırlığı etkilemeleriyle, oksijenin atom ağırlığı aslında 16.0044'tü. Buna göre, genelde, tüm maddelerin fiziksel atom ağırlıklarının, kimyasal atom ağırlıklarından yüzde 0.027 fazla olması kuraldı.

1961 yılında, fizikçilerle kimyacılar bir tür uzlaşmaya vardılar, bu tartışmalı konuda... Atom ağırlıklarının Karbon 12 izotopunun kitlesinin 12.00000 olarak baz alınıp yeniden düzenlenmesini kararlaştırdılar. Böylece atom ağırlıkları karakteristik bir kitle sayısına dayandırılıyor, mümkün olduğunca basitleştiriliyordu. Dahası, bu yeni baza göre belirlenen yeni atom ağırlıkları, eski atom ağırlıkları çizelgesindeki sayılardan fazla farklı değildi. Karbon 12'nin 12'ye eşit olduğu ölçütüne göre, oksijenin atom ağırlığı 15.9994 olmuştu.

Kitlesi 12.00000'e eşit olan Karbon 12 atomunu ele alalım şimdi...

Bu atomun çekirdeğinde 6'şar proton ve nötron bulunmaktadır. Kitle spektrografisi ölçümlerine göre, Karbon 12 = 12 bazında, protonun kitle değeri 1.007825, nötronunki de 1.008655'tir. Böylece, altı protonun toplam kitle değerinin 6.0495, altı nötronun toplam kitle değerinin de 6.05199 olması gerekir. . Böylece, toplam 12 nükleonun kitle değeri 12.104940'a ulaşmaktadır. Yani 12.00000'e değil... Aklımıza bu durumda şöyle bir soru takılıyor: O kayıp 0.104940'a ne oldu?

Kaybolan kitleye "kitle ilticası" deyimini uyguluyor, bilim adamları... Kitle kaybı değerinin kitle sayısına bölünmesiyle de, nükleon başına kayıp hesaplanıyor. Aslında, "Kayıp" bir şey yok ortada... Einstein'ın denklemine uygun olarak, kitle enerjiye dönüşmüş oluyor. Böylece, kayıp,aynı zamanda, çekirdeğin "bağlayıcı enerjisi"de oluyor. O enerjiye eşdeğer bir kitlenin belirmesi gerektiği için, çekirdeği bireysel proton ve nötronlara ayrıştırabilmek için, bağlayıcı enerjiye eşit miktarda enerji girdisinin bulunması gerekiyor.

Aston'un saptamalarına göre, birçok çekirdekteki nükleon başına kitle kaybı, hidrojenden başlayarak yukarıya, demir gibi madenlere doğru hızlanıyor, daha sonra periyodik tablonun geriye kalan bölümünde bu hız düşüyordu. Bir başka deyişle, nükleon başına bağlayıcı enerji, periyodik tablonun ortalarında daha yüksekti.

Uranyum 238'i örnek olarak alalım. Bu çekirdek, bir dizi çürüme yoluyla, kurşun 206'ya parçalanmaktadır. Bu süreç içinde, 8 alfa partikülü salınmakta, salınan beta partikülleriyse önemsenmeyecek kadar az olmaktadır. Kurşun 206'nın kitlesi 205.9745, sekiz alfa partikülününse toplam 32.0208'dir.

Böylece toplam 237.9953'lük bir kitleye ulaşılmaktadır. Demek oluyor ki, kitle kaybı 0.0553'tür. Uranyum parçalanmasıyla salınan enerjiyi karşılayacak bir kitle kaybıdır bu...

Uranyumun daha da küçük atomlara parçalanmasıyla birlikte (fisyon yoluyla), bırakılan enerji miktarı daha da yüksektir. Hidrojenin helyuma dönüştürülmesi (yıldız sisteminde olduğu gibi) hem kitle kaybı, hem de üretilen enerji daha yüksektir.

Kitle-enerji denkliği, fizikçiler açısından uygun, elverişli ve kolay bir "defter tutma" yöntemidir. Örneğin, 1934 yılında positron'un varlığı keşfedildiğinde, bir elektronla birlikte yok edilmesi sırasında, iki partikülün kitlesine eşit enerji taşıyan bir çift gama ışını oluşmuştu. Dahası, Blackett'ın da belirttiği gibi, yeteri miktarda enerjiden kitle de oluşturulabilirdi. Uygun enerjiyle yüklü bir gama ışını, belli koşullarda, yok olabilir ve saf enerjiden oluşan bir positron ortaya çıkabilirdi. Aynı şekilde, kozmik ya da proton sinkrotonlardan çıkan partiküller, mezon ve anti-proton gibi kitlesel partiküller oluşturabilirdi.

Çok kolay bir hesaplama sistemiydi bu...

Ama, bu yüzden de, "defterler tutmayınca", fizikçiler, Einstein'ın denklemi üstünde rötuşlar yapmak yerine, "enerji" dengesini sağlamak için "nötrino" kavramını ortaya attılar.

Kitlenin enerjiye dönüştürülebileceği konusunda bugün bile kaygıları, kuşkuları olanlar varsa, sözü uzatmadan, onlara atom bombası olayını örnek gösterebiliriz.

Karadelikler

17 Ağustos 2008 15 :42 | Spinoza | 0 fav | 0 yorum | etiket: atom , elektron , fizik , gaz , hava , karadelikler , kimya , kuvvet , madde , moment , vektör

Evrendeki en gizemli nesne nedir? Bu soruya pek çoğumuz hiç düşünmeden aynı yanıtı veririz: Karadelikler! Bu gökcisimleri, belki biraz da adlarından dolayı olsa gerek, çok ilgi çekiyorlar. Üstelik gökbilimcilere göre Güneş, Ay ve yıldızlar kadar gerçekler.Karadelikler, doğrudan gözlenemeseler de onlar hakkında birçok şey biliyoruz. Bu gökcisimlerinin, sanki bilimkurgu romanlarından fırlamamışlar gibi, çok ilginç özellikleri var. Karadeliklerin var olabileceği düşüncesi, 200 yıldan daha eskiye gider. 1874'te, bir İngiliz din adam JohnMichell, kütleçekiminin ışık üzerinde etkisinin olup olamayacağını merak ediyordu. Ona göre, bazı yı ldızlar o kadar büyük ve buna bağl olarak da o kadar büyük kütleli olabilirdi ki, ışık bile onlardan kaçamazdı. John Michell'e göre, 500 güneş çarpı bir yıldız, ışığının kaçmasını engelleyecek kadar güçlü bir kütleçekimine sahip olabilirdi. Ne var ki, bu kadar büyük bir yıldız gerçekte varolamazdı. Bundan birkaç yıl sonra, ünlü Fransız matematikçi Pierre Simon de Laplace, aynı kanıya vardı. Michellve Laplace`ın kaynaklar, hiç kuşkusuz, Isaac Newton'un çalışmalarıydı. Newton, cisimlerin yere düşmesinin nedeninin, bu cisimlerin üzerinde etki eden ve kütleçekimi olarak tanı mlanan, görünmez bir kuvvet olduğunu açıklamıştı. Newton'un, ağaçtan yere düşen bir elmayı izledikten sonra bu kanıya vardığı söylenir. Newton, kütleçekimini keşfetmekle kalmamış, iki cisim arasındaki uzaklık arttıkça aralarındaki kütleçekim kuvvetinin azaldığını da keşfetmişti. iki cisim arasındaki uzaklık iki katına çıktığında, kütleçekimi dörtte bire iniyordu. Ayrıca, Newton'un farkettiği bir başka gerçek de, kütlesi olan her cismin bir kütleçekiminin olduğu, yani bir başka cismi çektiğiydi. Kütleçekiminin keşfedilmesi, bilim adamlarının yıldızların ve gezegenlerin hareketlerini anlamasını sağladı. Bir cismin kütleçekiminin büyüklüğünün, kütleye ve uzaklığa bağlı olduğunu biliyoruz. Ancak, uzaklığı hesaplarken, cismin kütle merkezine olan uzaklığını ele almak gerekiyor. Dünya gibi küresel cisimlerde bu, tam merkezdedir. Biz gezegenimizin yüzeyinde durduğumuza göre, Dünya'nı n kütle merkezine olan uzaklığımız onun yarı çapı kadardır. Dünya'nın yerçekimi kuvveti dev yıldızlarınkiyle karşılaştırılamaz; ancak, onun çekiminden kurtulup uzaya gidebilmek için bile epeyce enerji harcamamız gerekir. Olduğunuz yerde zıpladığınızda, ne kadar yükselebildiğinize dikkat ettiniz mi?

Bir metre, belki yarım metre bile değil. Bütün gücünüzü kullansanız bile çok da fazla değişmez bu. Eğer bir cismin kütleçekiminden kurtulmak istiyorsanız, bu cismin kütleçekiminin büyüklüğüne bağlı olarak belli bir hızla zıplamanız gerekir. Örneğin, Dünya'nın kütleçekiminden kurtulup uzaya gitmek isterseniz, zıpladığınızda hızınızın saatte yaklaşık 40.000 km olması gerekir.

Yıldızdan Karadeliğe

Bir yıldızın evriminden söz edilirken, onun da bizler gibi doğduğu, geliştiği ve öldüğü anlatılır. Yıldızlar, büyük oranda hidrojenden oluşan evrendeki gazın ürünüdür. Yıldızlar, evrende bu gazın yoğun olarak bulunduğu ve bulutsu ad verilen yerlerde doğarlar.Bulutsulardaki gazın bir araya gelip yıldızları oluşturmasınndaki etken de kütleçekimidir. Giderek sıkışan gazın en yoğun yeri olan çekirdeği, sıkışmayabağlı olarak zamanla ısınır. Sıcaklık yaklaşık 10 milyon dereceye ulaştığında, hidrojen atomlar birleflerekhelyuma dönüflmeye bafllar ve bu s rada bir yanürün olarak çok miktarda enerji ortaya ç kar. Bu enerji, kütleçekiminin ters yönünde bir kuvvet uygular ve yıldız daha fazla çökmekten kurtulur.Bu aşamada, yıldız doğmuş kabul edilir. Ortalama bir yıldız, milyarlarca yıl bu aşamada kalır; yani yaşar.Yıldızın yakıtı azaldığında, merkezinde de önemli miktarda çekirdek tepkimeleriyle meydana gelmiş madde oluşturmuştur. Bu madde, yıldızın büyüklüğüne bağlı olarak demir ve ondan hafif elementleri içerebilir. Yıld z, yakıtını tüketmeden önce, merkezindeki basınç ve sıcaklık arttığı için şişmeyemeye başlar. Yıldızın dış katmanları uzaya doğru itilir ve çap önceki çapının yüz katından fazla artar.Yaşamlarının bu son aşamasınndaki yıldızlara kırmızı dev denir. Genişledikçe yüzeyleri soğuyan yıldızlar, gerçekten de kırmızı görünür. Yıldızın yakıtı tükendiğinde, artık çekirdekteki enerji kaynağıda tükenmiş olur. Yıldız, artık kütleçekimini dengeleyen bir kuvvet olmadığından aniden çöker. Bu sırada, dış katmanlardaki maddenin bir bölümünü uzaya savurur. (Çok büyük kütleli yıldızlarda, bu olay çok güçlü bir patlamayla gerçekleşir ve yıldız bir süpernova olur.) Artık yıldız ölmüştür. Ancak, bizim asıl ilgimizi çeken bundan sonra neler olacağı .Aslında bundan sonra neler olacağı en baştan bellidir. Çünkü, ne olacağını yıldız n kütlesi belirler. Eğer bu yıldız bizim Güneş'imiz gibi küçük kütleli bir yıldızsa, yıldızın sonu bir beyaz cüce olmaktır.Bir beyaz cü[Linkleri üyelerimiz görebilir.Üyeyseniz Mailinizi OnaylayınBurayı tıklayarak üyemiz olabilirsiniz.] bir çay kaşığı kadarı tonlarca kütleye sahiptir. Yıldızın, tepkimelerin meydana geldiği çekirdeği, 1,4 güneş kütlesinden fazlaysa, madde sadece nötronlardan oluşmuş bir nötron yıldızna dönüşür. Nötron yıldızı o kadar s kışıktır ki, atomlar oluşturan [Linkleri üyelerimiz görebilir.Üyeyseniz Mailinizi OnaylayınBurayı tıklayarak üyemiz olabilirsiniz.] ve protonlar da birleşerek nötronlara dönüşürler. Bu aşamada birbirleriyle omuz omuza duran nötronlar, kütleçekimine karşı koyabilirler. Bir nötron yıldızından bir toplu iğne başı kadar madde alabilseydiniz, bunun kütlesi Dünya'nın en büyük tankerinin iki katına yakın olurdu. Yani, yaklaşık bir milyon ton! Bir nötron yıldızını oluşturan nötronları n, kütleçekimine karşı koyabildiklerini söylemiştik.Ancak, bunun da bir sınrı var. Yani, kütleçekimi her zaman galip geliyor. Yeter ki yeterince madde bulunsun. Yıldızdan geriye kalan maddenin kütlesi üç güneş kütlesini aştığında, nötronlar da artık bu kuvvete karşı koyamıyorlar. Artık kütleçekimi zaferi elde ediyor ve madde evrendeki bilinen en gizemli ve karanlık gökcismine, yani bir karadeliğe dönüşüyor.

Karadeliklerin, gökadaların oluşumunda rol oynadıklar düşünülüyor. Birçok gökadanın merkezinde çok büyük kütleli karadelik bulunuyor.Gökadamız Samanyolu'nun merkezindeki karadeliğin kütlesi yaklaşık 2,5 milyon güneş kütlesi kadar. İnanılmaz geliyorsa, bir de yakınımızdaki gökadalardan biri olan dev gökada M87'ninmerkezindeki karadeliğe bakın. Bu gökadanın merkezindeki karadelik üç milyar güneşli kütlesinde!

Küçük Devler

Kütleçekiminin kütle merkezinden uzaklaştıkça azaldığını söylemiştik. O halde, bir gökcismi çöktükçe yüzeyindeki kütleçekimi artar.Cisim ne kadar küçülürse yüzeyi merkeze o kadar yaklaşır. Bu da bir cismin, bu gökcisminin kütleçekiminden kurtulması için gereken hızın artmasını gerektirir.Güneş'in kütleçekiminden kurtulmak için gereken kaçış hızı ,yüzeyinde saniyede 620 km'dir.Güneş'in çapın öncekinin yarısı kadar olacak şekilde sıkıştırırsanız, kütlesi artmadığı halde yüzeyindeki kütleçekimi öncekinden % 40 fazlaolacaktır. Güneş'in çapını Dünya'nın çapıyla eşit büyüklüğe getirirseniz, kaçış hızı saniyede 6500 km'ye çıkar. Gerçekte kütlesi yeterli değil, ama bir an için Güneş'in nötron yıldızına dönüştürdüğünü düşünelim. Bu durumda, kaç hızı ışık hızının (saniyede 300.000 km) yarısından fazla olur. Bir cismi öyle bir sıkıştıralım ki, ondan kaçmak için gereken hız ışık hızından fazla olsun. Burada, bir sorunla karşılaşıyoruz. Fizik kurallar gereği, hiçbir şey ışık hızından daha hızlı gidemez. Bu da, böylebir cisimden hiçbir şeyin, hatta ışığın bile kaçamayacağı anlamına gelir. Gerçekte, bir yıldızın karadelik olabilmesi için, yıldız öldükten sonra geriye kalan maddenin en azından 3 güneş kütlesinde olması gerekiyor. Beyazcüce, nötron yıldızı ya da karadelik olsun, bize en olağanüstü gelen şey, nasıl olup da maddenin bu kadar sıkıştırılabildiği. Eğer Dünya'yı yeterince sıkıştırabilseydik, 1 santimetreden daha küçük çaplı bir karadelik olurdu. Üstelik bu da onun çapı değil, "olay ufku" olacaktı . Olay ufku, içine düşen hiçbir şeyin kaçamayacağı bölgenin adı . Daha iyi anlamak için, bir karadeliğe doğru düşen bir cisim düşünün. Bu cisim, olay ufkuna geldiğinde, buradaki kütleçekimi ancak ışık hızıyla giden bir cismin kaçabilmesine olanak tanır. Olay ufku geçildiğindeyse, ışık hızından daha hızlı hareket edilemeyeceğinden buradan kaçmak olanaksız olur. işte karadelikler bu nedenle içlerine düşen, daha doğrusu olay ufkunu geçen hiçbir şeyin geri dönemeyeceği gökcisimleridir.

Işığın dalga modeli

17 Ağustos 2008 15 :41 | Spinoza | 0 fav | 0 yorum | etiket: atom , elektron , fizik , gaz , hava , kimya , kuvvet , madde , moment , vektör , ışığın dalga modeli

Çok eski çağlardan beri;bilim adamları,elektromanyetik tayf’ın dar bölümündeki radyasyon formlarını,göz sayesinde algılayabildikleri için buna ışık adını verdiler, ne olduğunu merak ettiler ve ilgi gösterdiler.Önceleri;Antik çağda,Yunanlılar zamanında, gözün, bakılan cisme doğru ışık ışınları yaydığı düşünülürdü,Epikür,görüntünün gözden kaynaklanan resimlerden oluştuğunu ileri sürmüş,Platon,ışığın bakılan cisimlerden göze geldiğini iddia etmişti. Daha garip düşüncelerde mevcuttu;Bunlar arasında,gözden fırlayan parçacıklarla görme sağlandığı düşüncesi de mevcuttu.Bu düşünceler antik çağdan 17.yy’e kadar uzanan düşüncelerdir.

1675 yılında ilk kez Danimarkalı astronom Römer ışığın hızı konusuna eğildi,Jüpiter’ in bir uydusunun gezegen arkasında kalma süresini hesaplamakta olan Römer,bu sürenin gezegenin dünyaya uzaklığı arttığında fazlalaştıpını farketti ve bunun ışığın daha çok yol katetmesi ile ilgili olduğunu düşünerek ışığın hızı konusuna dikkati çekti.Newton 1704’te ışık deneyleri ile ilgili çalışmalarını yazdığı “0ptics” kitabını yayımladı.Newton ışık ile ilgili olarak çalışırken,Hollanda’da Cristian Huygens bir teori geliştiriyordu.Ve ilk bilimcilerin tersine ışığın parçalardan değil dalgalardan meydana geldiğini öne sürüyordu.O da Descartes Newton ve daha başkaları gibi çok ince ve elastik nitelikte olan ve ışığın yayılmasını sağlayan bir ortamdan bahsediyordu.Bu madde tüm uzayı baştan başa dolduruyordu ve bu ortam ışık dalgalarının yayılmasını sağlıyordu.Daha sonraları eter veya esir denen ve varlığı ile ilgili pek çok çalışma yapılan sonunda yokluğuna karar verilen daha doğrusu tespitinin mümkün olmayacağı ispatlanan bir maddeydi bu.Huygens’in çalışmaları her ne kadar Snell’in kırılma yasalarını destekliyorsa da,ışık düz gidiyor ve köşeleri dönmüyordu.Bu sıralarda ışık için kafa yoranlardan biri de Robert Hooke idi.O da ışığın eğri dalgalardan olduğu gibi bir varsayım geliştirmişti.Newton’un parçacık teorisi ile Huygens’in dalga teorisi arasındaki kavgayı o yıllarda tüm ağırlığınca hissedilen Newton’un otoritesi kazandı.

19.yüzyıl’da Thomas Young çıktı ve dalga teorisine ağırlık kazandırdı,o güne kadar dalga teorsi ile açıklanamayan kırınım ve keskin gölge olayına,yeteri kadar kısa dalga uzunluklarında ışık hem düz gidebilir hem de keskin gölge yapabilir diyerek açıklık getirdi, girişim yasalarını açıkladı ve ışığın dalga uzunluğunu ölçtü.Bu arada Fresnel adında bir Fransız bilim adamı kırınım olayını başarıyla açıkladı ve ışığın dalga teorisi güçlendi.Daha sonraları Fizeau,Foucault,Michelson ışık hızı ile ilgili deneyler yaptılar.Michelson 299.770 km/sn olarak ışık hızını belirledi.(Boşlukta ışık yayılma hızı 299.793 km/sn’dir.). Boşluk ışık hızı,kırılma indisine bölünerek o ortamdaki ışık hızı bulunur.Havanın kırılma indisi 1,0003’tür o halde hava içinde ışık hızı 299.703 km/sn olarak bulunur.Elmas’ın kırılma indisi 2.42’dir o halde ışık hızı elmas içinde 124.000 km/sn’dir.Clerk Maxwell 19. Yüzyıl ortalarında elektromanyetik dalga kuramını geliştirdi ve elektromanyetik dalgaların ışık hızında hareket ettiğini gösterdi,o halde ışık da bir elektromanyetik dalga formunda olabilirdi.Ayrıca daha başka elektromanyetik radyasyon formlarının da varlığı araştırılmalı idi.

Işığın dalga formu 20.yüzyıl başlarına kadar ön planda oldu.1900 yılında Max Plank ‘in kara cisim ışımasına ait kuramsal çalışması yayınlandı ve bu paketçiklere “quanta” adını verdi.Enerji Quantum’ları E=h*f olarak formülize edilmekteydi.Bu teoride ‘h’ ifadesi doğanın değişmezlerinden biri olan Plank sabitini ifade etmektedir ve 6.62*10-34 joule/sn’dir.Quantum teorisi ile dalga teorisi sarsılmadı ama,doğanın sürekliliği yasası yara aldı.’Natura non facit salsus’ sallanmaya başlamıştı.

1905 yıllarına gelindiğinde Eınsteın’ın fotoelektrik etki teorisi quantum teorisini doğruladı.Daha sonraları ‘Tanrı zar atmaz’diyerek quantum teorisini kabullenmekte zorlanan Eınsteın’ın özel Rölativite kuramı ile;bizim evrenimiz için ışık hızının sınır olması ve ışık hızına erşilememesi,evrenin sınırlarını ortaya koydu.Yine çekim alanından geçen ışığın sapması varsayımının deneylerle doğrulanması,ışığın parçacık teorisini güçlendirdi. Plank’ın E=h*f olarak ortaya koyduğu formül,quantum denen enerji paketiyle ışığın frekansı arasındaki ilişkiyi ortaya koymaktaydı.

Bu sıralar Niels Bohr adında bir Danimarkalı bilim adamı ortaya çıktı ve yeni bir atom modeli ortaya koydu.Bu modelde elektronlar çekirdek etrafında belli yörünge seviyelerinde olabilirdi ara seviye söz konusu değildi.Elektronlar’ın bu seviyeler arasında sıçraması söz konusydu.Daha sonraları pek çok bilim adamının;dalga mekaniği istatiksel mekanik konularında yaptığı çalışmalarla quantum teorisi dev adımlarla ilerledi.Bunlar arsında Heisenberg,Bauli,Landau,Born,Dirac gibi fizikçiler vardı.

1950 yıllarından sonra,elementel parçacıklar konusunda yapılan çalışmalar ve atomun yapısı ile ilgili yeni buluşlar dört çeşit madde etkileşimleri olduğunu ortaya koydu.Bunlar kütlesel çekim,elektromanyetik,zayıf etkileşim ve güçlü etkileşim olarak tanımlandı.Elektromanyetik etkileşimle bağlantılı olan gluon’a foton adı verildi.(Yani 1905’ te Eınsteın’ın ortaya koyduğu ışık parçacığı) bu konu ile ilgilenen quantum elektrodinamiği ;elektromanyetik alanın yani ışığın gluon’unun foton olduğunu söyler.Foton kütlesi ‘q’olan ve elektrik yükü 0 olan bir gluon’dur.Özel relativitenin ortaya koyduğu ışığın çekim alanında sapması olayı bize foton adı verilen bu parçacığın bir kütlesinin olduğunu söylemektedir.Keza ışık basıncının olması da foton’un bir kütlesi ve momentumu olduğunu gösterir o halde ışık hızında, fotonun bir kütlesi vardır.Her ne kadar rölativistik olarak düşünüldüğünde,hiç bir kütle ışık hızına ulaşamaz,rölativistik kütle artış formülünde,bir kütlenin ışık hızına ulaşması durumunda kütlesi sonsuz olur.Sonsuz bir kütle sonsuz enerji demektir,bu da mümkün değildir.

Pratikte biz ışık diye elektromanyetik tayf’ın görünen ışık kısmındaki, elektromanyetik dalgaları içeren dar bir bölümünden bahsederiz…’Işık nedir’ sorusunun cevabı etrafındaki kavga artık sona ermiş durumdadır.Çünkü ışık hem dalga hem parçacıktır.

Termodinamik Evren

17 Ağustos 2008 15 :40 | Spinoza | 0 fav | 0 yorum | etiket: atom , elektron , fizik , gaz , hava , kimya , kuvvet , madde , moment , termodinamik evren , vektör

Evrendeki tüm varlıklar belirli bir yaşam sürerler ve bu yaşamları ise onların enerjisi ölçüsünde olmaktadır. Varlıklar içlerinde bulunan bu enerji ile hayatlarını sürdürürler, enerjileri tükendiğinde ise ölürler. Acaba yaşam İle ölüm arasında akıp giden enerjinin varlıklar arasındaki hareketinin yönünü belirleyen kanunlar nelerdir? Termodinamik biliminin temellerini atan Fransız fizikçi Sadi Cornat, enerji ve hareket ile birlikte ısı dönüşümü olayını da ele alarak incelemelerine başlayınca, bu kanunlar da ortaya çıkmaya başladı.

Daha sonraları Robert Mayer, Hermann Von Helmholtz, W.Thomson, R.Clousius ve J.Joule'ün çalışmalarıyla fiziğin üçüncü, belki de en sağlam sütunu termodinamik doğmuş oldu.

Termodinamik enerjinin korunumundan faydalanarak mekanik ve termal olayları birbirine bağlayan bir bilimdir.

Termodinamik, mekanik ve elektromanyetikten çok farklıdır. Çünkü özel hiç bir durum öne sürmeksizin tüm modellerle uyum içindedir, incelik gerektirse de sonuçları kesin ve sağlamdır. İşte bu nedenledir ki, Planck ve Einstein termodinamiğin üzerine fiziksel bir kuram inşa edilebilecek biricik mutlak, sağlam teme! olduğu hususunda hemfikirdiler.

Anlaşılması güç engellerle karşılaştıklarında, olaya termodinamik açısından yaklaşarak çözüme ulaşmaya çalışırlardı.

Şimdi ise fiziğin yıkılması en zor görünen kalesinin mahiyetine yani termodinamiğin kanunlarına değinelim.

A) Sıfırıncı Kanun

Sıfırına kanun sıcaklık ve termal dengeyle ilgili bir kanundur. Burada şunu belirtelim, ısı ve sıcaklık aynı şeyler değildirler. Isı; sıcaklık farkından dolayı bir cisimden diğerine akan enerji iken, sıcaklık; bir cisimde bulunan enerjinin bir ölçüsüdür. Termal dengeyi ise. ısı alışverişinde bulunabilecek bir durumda bulunan (Termal temas) iki veya daha fazla cismin sıcaktan soğuğa doğru olan enerji akışının kesilmesiyle kurulan bir denge hali olarak tarif edebiliriz.

Bu açıklamalara göre sıfırına kanun, "Birbirleriyle termal temasta bulunan varlıkların oluşturduğu bir sistem, yeterli zaman sonunda termal dengeye ulaşır ve sistem içindeki bütün varlıklar aynı sıcaklığa sahip olurlar" şeklinde ifade edilebilir.

Termometreler bu kanuna göre çalışmaktadır. Termometreler bulundukları sistemin bir parçası olduklarından sistemle termal denge içindedir. Yani sistemin sıcaklığına sahiptir. Bundan sonra sisteme verilen veya çekilen ısıdan termometre direkt olarak etkilenir ve ortamın yeni sıcaklığını gösterir.

B) Birinci Kanun

Termodinamiğin birinci kanunu enerjinin korunumu kanunudur. Bu kanuna göre enerji yoktan var, vardan da yok edilemez, ancak şekil değiştirebilir. Bizde bundan faydalanarak (enerji dönüşümleri) ısınıyor, hareket ediyor ve cisimleri hareket ettiriyoruz. Buhar makineleri, diğer ısı üretim makineleri ve yakıtlı motorlar hepsi bu kanunun öngördüğü şekilde enerjinin işe dönüştürülmesinden faydalanarak çalışmaktadır.

Bu kanun belki de fizik kanunlarının en sağlam olanıdır. Ayrıca bu kanuna göre. yaşam kaynağımız olan güneş de mevcut enerjisini bir gün tüketecek ve insan yaşamı ile birlikte kendiliğinden sönecektir. Bilim adamlarının yaptıkları hesaplamalara göre güneş yaklaşık 4,6 milyar yıl yaşındadır, ancak 5 milyar yıllık enerjisi kalmıştır. Beş milyar yıl çok uzun bir zamandır, ama hiç bir zaman sonsuz anlamına gelmez.

C) İkinci Kanun

19. yüzyıl, atağa kalkan bilim sayesinde sanayi devrimine sahne oldu. Bu devrimin hiç kuşkusuz baş aktörü makinalardı. Makinalar da daha mükemmele ulaşma isteği ile yapılan çalışmalar sırasında bilim adamlarının Önünde bazı sorular belirdi. Hangi tür bir makina en çok verimle çalışır? Kayıplar sıfırlanabilir mi? Kayıpların kaynağı nedir? v.b. Bu soruların cevaplan hiç de beklenildiği gibi olmadı. Çünkü yanıtlar insanoğluna hiç bitmezmiş gibi görünen enerji rezervlerinin hesapsızca kullanılamayacağını gösterecektir.

Yapılan araştırmalar neticesinde yüzde yüzlük verimle çalışan makinalar düşüncesi tarih oldu. Çünkü ne türlü bir makina yapılırsa yapılsın makinaya verilen enerji ile makinadan başka bir şekle dönüştürülmüş olarak elde edilen enerji arasında sıfırlanamaz bir kayıp mevcuttur. Ne yaparsak yapalım verilen enerjinin bir kısmı makina içi sürtünmeler vasıtasıyla ısıya dönüşmektedir. Kaybolan ısı ise hiç bir zaman enerji olarak tekrar elde edilemez. Bu olay enerji kaybı dolayısıyla birinci kanunun ihlali şeklinde anlaşılmasın. Kayıplardan kasıt, vardan yok olma şeklinde olmayıp, enerjinin ısı şekline dönüşüp kullanılabilir olmaktan çıkması, sistemin (makina. ortam, araç vb.) yapısına katılmasıdır.

Kısaca ikinci kanun; bir süreç içinde gerekli toplam enerji sabit kaldığı halde, sürtünme ve benzeri temaslar yüzünden kullanılabilir enerji azalmaktadır ve bunun sonucu olarak yüzde yüzlük verimle çalışan bir makina yapılamaz.

Termodinamiğin ikinci kanunu, fiziğe geri döndürülemez (tersinmez) olaylar düşüncesini getirdi. Bu kanuna göre fiziksel hadiselerde geri döndürülemez belirli bir eğilim vardır. Örneğin, bir bardak sıcak çay etrafına ısı vererek soğur ve hiç bir zaman çayımız verdiği ısıya kendiliğinden toplayıp eski haline gelmez. Yukarıdan serbest bırakılan bir top yerden sekip bırakıldığı yüksekliğe kadar çıkmayı başaramaz. Bir pervaneyi ne kadar hızlı çevirirsek çevirelim, çevirme işlemini bıraktıktan bir müddet sonra durur ve hiç bir zaman da sürtürmeye harcadığı enerjisini toparlayıp tekrar dönmeye başlamaz. Bir odaya sıktığımız parfüm ilk Önce yakın çevresi tarafından hissedilir, bir süre sonra karşı köşedeki arkadaşımız bile kokuyu alır, ama daha sonra koku gittikçe etkisini kaybeder ve parfüm zerrecikleri atmosferde dağılıp gider. Hiç bir zaman odadan çıkmam demez, geri dönüşsüz evrensel eğilimin etkisinde bir harekete mecbur kalır.

Bütün bu saydığımız süreçlerin ortak yanı; belirli bir doğrultuda, düzenden düzensizliğe, bütünden yayılmaya, kullanılır olabilirlikten kullanılmamazlığa doğru, yol almalarıdır.

R.Clausius bu evrensel eğilime entropi ismini verdi ve matematiksel bir ifadesini oluşturmayı başardı. Entropi Yunanca kökenli bir kelime olup "Bir sistemin düzensizlik derecesinin ölçüsü" manasında kullanılır.

İkinci yasa kısaca entropi artışı olarak özetlenebilir. Bütün varlıkların, eninde sonunda entropisi artmaktadır. Kainattaki olayların tümü yukarıda saydığımız gibi geri dönüşümlü olmayan olaylardır. Bizi ısıtan ve aydınlatan güneş bir bardak sıcak çay gibi ısısını tüketmektedir. İçinde bulunduğumuz Samanyolu Galaksisi ve diğer galaksiler bir odaya sıktığımız parfümün zerrecikleri gibi birbirlerinden hızla uzaklaşmaktadırlar. Kısacası evrenin entropisi sürekli olarak artmaktadır.

Sürekli enerji kaybından dolayıeninde sonunda evrenin entropisi maksimum değere ulaşacaktır. Bu andan itibaren evrenin her yeri aynı sıcaklık ve yoğunlukta olacak. Bu maksimum düzensizlik halinde iş yapacak kullanılabilir enerji olmadığından bütün fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçler duracaktır.Bu umutsuz tabloya bilim adamları "Isı ölümü" adını verirler.

Bu konu hakkında Fizikçi Poul Davies "Tanrı ve Yeni Fizik" adlı kitabında şöyle diyor: "Eğer evren sınırlı bir düzen birikimine sahipse ve düzensizliğe doğru tersinmez biçimde sonunda termodinamik dengeye değişiyorsa iki çok derin çıkarımı hemen izlemeye başlar, îlki evren en sonunda ağır ağır yuvarlanarak kendi entropisi içinde ölecektir. Bu fizikçiler arasında evrenin "ısı ölümü" olarak bilinir. İkincisi evren ebediyen varolmuş olamaz, bu yüzden sınırlı bir zaman önce dengesi son durumuna erişmiş olacaktı. Özet olarak evren daima varolmadı."

Entropi, 19. yüzyılda büyük yankılar uyandırdı. Entropi, bir türlü Newton mekaniği ile açıklanamıyordu. Ludwig Boltzman olasılık kavramını gündeme getirdi. Olasılıklar yardımıyla kurulan istatistiksel mekanik. Newton mekaniğini düştüğü zor durumdan kurtardı.

D) Üçüncü Kanun

Üçüncü yasa fizik bilimindeki görülmeyen engellerden biriyle ilgilidir. Bu termodinamik engel, mutlak sıfır sıcaklığıdır. Bu kanun 1906 Wolther Nernst tarafından ortaya atılmıştır.

Mutlak sıfır noktası, bütün gazlar için basıncın sıfır olduğu andaki sıcaklık değerine karşılık gelmektedir. Yani bütün gazların mutlak sıfır sıcaklığında basınçları sıfırdır. Mutlak sıfır sıcaklığı -273, 15°C karşılık gelir. Fakat bu değer bu sıcaklığa inilerek elde edilmiş bir Ölçüm olmayıp bütün gazların sıcaklık-basınç grafiğinden elde edilmiş bir değerdir. Zaten fiziki bir engel olma özelliği buradan kaynaklanmaktadır. Yapılan deneylerde bu sıcaklığa inilememiştir.

Basıncın sıfırlanması ise ayrı bir problemdir, önceleri fizikçiler cisimler soğudukça molekül ve atomların hareketlerinin yavaşladığı ve mutlak sıfır sıcaklığında tamamen durduğu ve böylelikle etraflarına bir basınç uygulayamadıkları düşüncesindeydiler. Fakat daha sonra fiziğe giren Kuantum mekaniğine göre atomların sıfırlanamâz alt limit enerji değerleri olmak zorundadır. Kısaca deneylerle de doğrulanan Kuantum mekaniğine göre, atomlar -273, 15 ° C 'de etrafıyla paylaşamayacağı bir enerjiye sahiptirler,

Nernst bu sonuçlardan faydalanarak işi bir adım daha ileri götürdü. Ona göre mutlak sıfır noktası -273,15 ° C maksimum düzensizlikten çok düzensizliğin yokluğu yani mükemmel bir düzen halidir.

Daha sonra yapılan çalışmalar da mutlak sıfıra İnmenin eldeki bilgilerle imkansız olduğu ortaya çıktı. Çünkü sıcaklığı düşürmek için gerekli caba her seferinde zorlaşmaktadır. Bu ışık hızına erişmek için gereken enerjinin sonsuza gitmesi gbi -273.15 ° C inmek için gereken çaba da sonsuza gitmektedir.

Termodinamiğin temcilerini oluşturan bu dört kanun, kesin ve sağlamlıklarına rağmen bizde fiziğin en az bilinen alanlarından biridir. Genelde bu konu ya temel fizik kitaplarının son bölümünü oluşturur ya da başlı başına bir ders olarak okutulur. Kalın teme! fizik kitaplarının tamamını bir dönemde bitirmek pek görülmüş şey değildir. Bir ders olarak müfredata koyulduğunda ise ezberci sistemin bir sonucu olarak sayfalar süren formül kargaşasında işin özüne, manasına girilememekte veya girilmemektedir.

Şu bir gerçek ki, bildiğimiz en mükemmel izole sistem içinde yaşadığımız kainattır. İşte bu kainat sürekli genişleyen yapısıyla ısı Ölümüne doğru koşmaktadır. Bu uzun maraton bir gün entropinin maksimumlanmasıyla son bulacak. İşte o andan itibaren, ölüm bir daha ölmemek üzere kainatı kuşatacak.

Zaman Süreksizdir

17 Ağustos 2008 15 :39 | Spinoza | 0 fav | 0 yorum | etiket: atom , elektron , fizik , gaz , hava , kimya , kuvvet , madde , moment , vektör , zaman süreksizdir

Hareket halinde A dan B'ye doğru giden bir ok düşünün. Ok herhangi bir anda A ile B arasında bir noktada bulunmaktadır. Bu noktada ok sabit durduğuna göre hareket etmiyordur. Fakat hareketsiz olarak görüldüğü bu nokta A ile B arasındaki herhangi bir nokta olabilir. Şu halde ok tüm yol boyunca hareketsiz durmaktadır. Buradan da hareketin olmadığı sonucuna varılabilir.

Şimdi, bu şekilde bir mantık yürütme bize saçma ve hatalı görülebilir. Zira okun A dan B'ye hareket ettiğini biliyoruz. Ancak ok bu hareketini sürekli bir şekilde mi gerçekleştiriyor, yoksa süreksiz bir şekilde mi? Klasik bilimsel görüş sürekliliği savunur ve okun sürekli bir şekilde A noktasından B noktasına ulaştığını iddia eder. Bu iddianın dayandığı varsayım ise uzay ve zamanın sürekli olduğudur. Acaba gerçekten uzay ve zaman sürekli midir?

Sürekliliği tanımlarken aradaki farkın limitte sıfıra gittiğini kabul ederiz. Yani bir çizgi üzerindeki iki nokta sonsuz derecede yakın olmaları gerekir. Sonsuz yakınlık ise sıfır değişim demek olduğundan, "limit halde hareket yoktur" da pekala denebilir. Bu sonucun bir başka ifadesi, süreklilik bizim yaratmış olduğumuz bir varsayımdır. Zira klasik Newton fiziğinde uzay sonsuza uzanan bir arka plan olarak varsayılmakta ve nesneler bu arka plan içinde belli noktalarda yer kaplayıp hareket eden varlıklar olarak belirtilmektedirler. Zaman da hakeza nesnelerden bağımsız ölçülebilen bir büyüklük olmaktadır. Einstein'ın görelilik kuramında da zaman ve mekan sürekli ve ölçülebilen değişkenlerdir.

Oysa ki Kuantum kuramında durum tamamen farklıdır. Zaman ölçülebilen bir değişken değildir. Olaylara bir film seyreder gibi sürekli bakmaz, o filmin kare fotoğraflarına ayrı ayrı bakar. Her olay bir an içinde yakalanmış bir fotoğraftır. İki an arasında da sürekli bir ilişki olması gerekmez. Dolayısıyla bu kurama göre zaman tek yönlü geçmişten geleceğe doğru akması gerekmez. Kuantum kuramına göre zaman tersinirdir. Yani bir olayın filmini ters oynatacak olsak dahi bize imkansız bir olay gibi görünmez.

Örneğin, gündelik hayatta bir yumurta yere düşüp kırıldığında parçaları etrafa yayılıp kalır. Bu olayın filmini çekip tersten oynattığımızda yerdeki parçaların bir araya geldiklerini ve bir yumurta oluşturup yukarı doğru yükseldiklerini görürüz. Bu duruma gündelik hayatta rastlanmayışının nedeni zamanın tek yönlü akışıdır. Bu bakımdan bizim boyutumuzda zaman tersinir değildir sonucuna varıyoruz.

Ancak yaşam olayını incelediğimizde film adeta tersinden seyredilmektedir. Hücrenin içindeki çekirdekte bulunan ufacık DNA ve RNA moleküllerinden yeni hücreler oluştuğunu ve gittikçe bu hücrelerin bir araya gelmesiyle önce dokuların sonra da canlı varlığın ortaya çıktığını görüyoruz. Bu olay, yerdeki dağılmış yumurta parçalarının birleşip yeniden bir yumurta oluşturmalarına benziyor. Yani, yaşam oluşması için zaman adeta tersine hareket ediyor.

Canlı varlığın oluşması için zamanın tersine akması ne anlama gelir? Öncelikle canlı varlığın çevresine göre daha organize, düzenli bir yapı oluşturduğunu görmekteyiz. Bu da Entropinin azalması anlamına gelir. Zira Entropi düzensizliğin ölçüsüdür (Bkz. "Bilgi Yokolmuyor" başlıklı yazı, "X" Dergisi Kasım 2004). Entropinin azalması ile bilginin artması aynı anlamı taşıdığına göre canlı varlıkta bilgi artışı olmaktadır. Entropiyi azaltan ve bilgiyi arttıran varlık bizim ölçemediğimiz ışıktan hızlı hareket eden (Takiyon adını verdiğimiz) parçacıklar oldukları kanısındayım. Zira, ışıktan hızlı hareket eden parçacıklar zamanda da ters yönde (gelecekten geçmişe doğru) hareket ederler.

Şu halde 'şimdiki an' içinde yaşayan biz insanlar için zaman, hem geçmişten hem de gelecekten etkilenen bir yapıya sahiptir. Sadece tek yönlü akan bir zaman kavramı, bizim için sadece pratik önemi olan bir yaklaşımdan ibarettir. Gerçekte zaman süreksiz anlardan oluşmaktadır. Her an kendi içinde bir bütündür ve bir an ile diğer an arasında sürekli bir ilişkinin bulunması zorunlu değildir. An adını verdiğimiz zaman süresi son derece kısa, adeta sıfıra yakın olmakla birlikte tamamen sıfır da değildir. Bu çok kısa süre Kuantum kuramındaki Planck sabiti ile orantılı olup Planck zamanı olarak tanımlanmıştır. Tüm evren bu Planck süreleri arasında bir var olmakta, bir yok olmaktadır.

Bu durumda madde nasıl oluyor da yok olmadan önceki şeklini hatırlıyor? Sorusunun yanıtını "şimdiki anın hem geçmişi hem de geleceği barındırmakta olduğu".ifadesinde buluyoruz. Zaman ve mekan süreksiz ama birbirlerinden habersiz değiller. Bu haberleşme yerel etkilerle olmuyor. Yani sürekli bir etki-tepki durumu yerine anında ve ışıktan hızlı bir 'nakille' haberleşme sağlanıyor. Nakille sözünü tırnak içinde ifade ettim zira buna 'hareket' demek istemedim. Sadece bilgi nakli söz konusu. Bu bilgi nakli ile düşünce enerjisi yakından alakalı kavramlar. Bilgi naklini sağlayan düşünce enerjisidir ve düşünce enerjisini harekete geçiren de istektir, denilebilir. Enerji kaybolmayıp korunduğuna göre bilgi de korunuyor.

Enerjinin küçük ve sonlu paketler halinde aktarıldığı deneysel olarak kanıtlanmıştır. Bu durumu sağlayan da gene zamanın ve mekanın küçük sonlu süreler/aralıklar halinde artmasıdır. An dediğimiz bu kısa sürede hareket yoktur denilebilir. Böylece Zenon çelişkisi bir çelişki değil, günümüzün modern bilimine ters düşmeyen bir ileri görüşlülük olmaktadır.

Eskiden bilginin korunması büyük çapta sözlü destanlarla, masallarla ve kutsal ayinlerle olmaktaydı. Yazılı belgelerin yaygınlaşması ile birlikte bilginin korunması çok daha kolay hale geldi. Ama, bilgi kitaplara taşındı ve insanın kendi öz varlığının bilgisi olmaktan çıktı. Kitabi bilgi sayesinde teknolojik ilerlemede büyük bir sıçrama yaşandı. Günümüzde bilgisayarlar sayesinde bilgi büyük bir hızla hem birikiyor, hem de yayılıyor ama gittikçe de bizden uzaklaşıyor. Bu hızlı yayılmayı dikkatle izlemekte yarar var. İnsanlar artan bilgi karşısında katılımcı değil sadece gözlemci durumuna geçiyorlar. Daha da önemlisi, insanlar bilgiyi içlerine katmadıkları için kendi öz değerlerini ve kültürlerini korumayı da başaramıyorlar. Bir yanda küreselleşmenin getirdiği ortak değerler, diğer yanda aile ve toplumdan kaynaklanan farklı ve özel değerler insanları bir çeşit bölünmüş bir ruhsal yapı içine sürüklüyor. Sonuçta umursamaz, gözlemci ve sığ değerlerle donanmış bir toplum ortaya çıkıyor.

Bu durum karşısında takınılması gereken doğru tutum nedir? Mademki düşünce enerjisini harekete geçiren istektir, o zaman isteklerimizin ne olduklarını ve nereye etki ettiklerini bilmekte yarar var sanırım. İstekleri sadece maddi çıkarımız doğrultusunda yönlendirdiğimiz sürece yeni isteklerin ortaya çıkmasına engel olmayız. Bu durum hiç bitmeyen biteviye birbirini besleyen istekler zincirini yaratmaktan öteye gitmez. Bu zinciri kırabilmek öyle sanıldığı kadar da kolay olmuyor. Tutkularımız ve sorumluluklarımız bu istek zincirini sürekli besliyor.

İstek zincirini günümüzün yaşantısı içinde tümüyle kırmak mümkün görünmese de istekleri daha geniş bir çerçeveye yaymak pekala mümkün olabilir. Bir diğer ifade ile, isteklerimizi hem kendi yararımıza (hayrımıza) hem de bütünün yararına yönlendirmeye gayret etmeliyiz. Özellikle bilgiye bir gözlemci olarak değil, bir katılımcı olarak yaklaşmak ve onu gündelik hayatımızın bir parçası haline getirmek gerektiği kanısındayım.

Unutulmaması gereken şey; her anın bir fotoğraf gibi kendi başına bir değer taşıdığı ve bu fotoğrafta daima kendimizin de bulunduğudur

Soğurma ve Isıtma

17 Ağustos 2008 15 :36 | Spinoza | 0 fav | 0 yorum | etiket: fizik , gaz , hareket , hareket ve kuvvet , hava , kimya , kuvvet , madde , soğurma ve ısıtma , vektör

Işığı iyice yansıtan bir cisim, güneşte belli olacak kadar ısınmaz; oysa ki, ışığı soğuran siyah bir cisim oldukça ısınır. Kaldırımlardan karla birlikte kürenen toz toprak koyu renkli olduğu için ışığı daha fazla soğurur; bu olay kürenmiş, toz toprak karışmış karın, güneş altında temiz kardan daha önce erimesine sebep olur.

Tanecik modeli bu olayları açıklayabilir mi? Işık tanecikleri bir madde tarafından yansıtılmıyor veya başka bir maddeye geçirilmiyorsa, o maddede durup kalıyorlar demektir. Işık tanecikleri bir madde içinde kaldıkları zaman o madde ısınır mı? Bu hallerde maddenin gerçekten ısınacağını, taneler yerine bir çekiç ve ışık soğurucu madde yerine de bir kurşun parçası alarak gösterebiliriz. Çekicin kurşun parçaya çarpması ışığın yüzeye çarpmasına; çekicin geriye sıçraması da ışığın yansımasına .karşılık alınabilir. Bu düşünceden hareketle kurşun parçasına çekiçle birkaç kez çabucak vuracak olursak çekicin geriye zıplamadığını ve kurşunun ısındığını görürüz. Bu ısınmanın bütün cisimlerde aynı olmadığını göstermek için kurşun parçası yerine bir çelik parçası kullanalım. Bu sefer çekiç her vuruşta geri sıçrar (yansır) ve çelik ısınmaz. Eğer ışık tanecikleri sıradan madde tanecikleri, örneğin saçma taneleri gibi davranıyorlarsa, ışık taneciklerini durduran her maddenin ısınmasını beklemeliyiz. Bu tartışmadan anlaşılacağı gibi, ışığı soğuran maddelerin ısınması ve yansıtan maddelerin ısınmaması gibi olaylar, gerçekten tanecik modeliyle bağdaşmaktadır.

Maddelerin çoğu üzerine düşen ışığın bir kısmını yansıtır, bir kısmını da geçirebilirler. Bir maddenin aynı ışık demetinden bazı tanecikleri düzgün yansıtırken bazılarını soğurması olayını açıklayabilmek için tanecik modelini nasıl değiştirebiliriz? Cismin bazı bölgelerinin tanecikleri tutup ısınacak yapıda, bunlar arasına karışmış başka bölgelerinin de tanecikleri yansıtıp ısınmayacak yapıda olduğunu düşünebiliriz. En iyi aynalar bile güneş ışığına tutulduklarında biraz ısınır. Bu nedenle, aynanın yüzünde güneş ışığını soğuran bazı bölgeler bulunduğunu kabul etmemiz gerekir. Bir cam parçası gibi ışığı geçiren bir maddede bile, ışık taneciklerinin bir kısmını tutan bölgeler bulunmalıdır; çünkü bir ışık demeti camdan geçerken şiddetini biraz kaybeder, üstelik cam biraz ısınır.

Isı İletimi

17 Ağustos 2008 15 :19 | Spinoza | 0 fav | 0 yorum | etiket: fizik , gaz , hareket , hareket ve kuvvet , hava , kimya , kuvvet , madde , vektör , ısı iletimi

Isı Alışverişi: Birbiriyle temas halinde bulunan sıcaklıkları farklı iki madde arasında ısı alışverişi olur. Sıcak medde ısı vererek soğurken, soğuk madde de bu ısıyı alarak sıcaklığı artar. Bu olay sıcaklıklar eşitleninceye kadar devam eder. Böyle bir olayda;

Alınan ısı=Verilen ısı

QALINAN=QVERİLEN

Eğer hal değiştirme yoksa;

olur.
Burada Δt ler pozitif olacak şekilde düzenlenmelidir. Varsa hal değiştirmeler de hesaba katılmalıdır.
ISININ YAYILMASI:
Isı bir yerden başka bir yere üç yolla yayılır.

• Isının iletimle yayılması: Katı maddelerde ısı bu yolla yayılır. Maddenin atomları ısıyı birbirine aktarır. Böylece ısı bir noktadan diğerine taşınmış olur.

• Isının madde akımı(konveksiyon) ile yayılması: Bu tür yayılma, ısınan hava ve sıvı moleküllerinin diğer moleküllerle yer değiştirmesi ile olur.

• Isının Işıma ile yayılması: Isının etrafa enerji dalgaları şeklinde yayılmasıdır(ışık gibi). Bunun için maddesel bir ortam gerekmez, yani ısı bu şekilde boşlukta da yayılabilir. Güneşin dünyayı ısıtması buna örnektir. Isı parlak yüzeyler tarafından yansıtılırken, mat yüzeyler tarafından soğutulurlar.

Televizyon nasıl çalışır?

17 Ağustos 2008 15 :18 | Spinoza | 0 fav | 0 yorum | etiket: fizik , hareket , hareket ve kuvvet , kimya , kuvvet , madde , televizyon nasıl çalışır , televizyon ve çalışma prensibi , vektör

TELEVİZYON ve ÇALIŞMA PRENSİBİ

Görüntünün ve görüntüyle alâkalı seslerin aynı anda elektromanyetik dalgalar halinde yayılması prensibine dayanan en mükemmel haberleşme sistemlerinden biridir televizyon. Televizyonun temel prensibi ışık enerjisinin elektrik enerjisine çevrildikten sonra yayınlanması ve alınan elektromanyetik sinyallerin tekrar ışık enerjisine çevrilmesidir.
Işık enerjisinin elektrik enerjisine çevrilmesi fikri 1873 senesinde Selenyum üzerine ışık düşürüldüğünde elektrik direncinin değiştiğinin keşfedilmesiyle başlamıştır.Bu prensibe göre Selenyum üzerine parlak ışık düşerse sinyal kuvvetli,soluk ışık düşerse sinyal zayıf olacaktır.Genliği değişen bu sinyal radyo dalgaları gibi yayınlanıp alıcıda ters işlem yapılınca ekranda görüntü teşekkül eder.Televizyon bu bakımdan “uzaktan görme” mânâsına gelir.
Bir bilgiyi çok uzaklara iletmek için radyo elektrik dalgaları kullanılır.Bu dalgalar, maddi bir destek (iletken) gerektirmeden, ışık hızıyla yani yaklaşık 300.000 km/s hızla yayılır.Güçlük, iletilecek bilgiyi elektrik akımına dönüştürmekten ve bu akımı bir antenle elektromanyetik dalgalar yayınlamaktan kaynaklanır.XX. yüzyılın başından bu yana sesin iletiminde birçok sorun ortaya çıkmıştır; ancak görüntünün iletimi söz konusu olduğunda teknik güçlükler çok daha karmaşıktır.
Bir görüntüyü çok sayıda küçük karelere yada noktalara bölme olanağı vardır ve bu noktalar, yan yana geldiklerinde, o görüntüyü yeniden oluşturabilirler.Öte yandan siyah beyaz görüntü, siyah ve beyaz noktaların birleşimi olarak göz önüne alınabilir; ancak , bu nokta sayısının yeterli olması ve birleştiklerinde gözde görüntüyle aynı etkiyi yapması gerekir.
Televizyon kamerasında yayınlanacak nesnenin görüntüsü her biri ışıl elektrik(fotoelektrik) hücre olan çok küçük levhacıklardan oluşmuş bir yüzey üstüne düşürülür.Her hücre, görüntünün bir noktasını karşılar ve hücre ışık almıyorsa siyah noktayı, ışık alıyorsa beyaz noktayı verir.Işığın etkisiyle her ışıl elektrik hücre, bir ışık akımı doğurur.Ayrıca görüntünün her noktasını bu noktanın aydınlığı ile orantılı bir akım karşılar.
Görüntüyü elektrik akımı halinde yorumlama sorunu böylece çözülür.Ne var ki en güç sorun bu değildir.Yüz binlerce noktanın birleşiminden meydana gelen bu görüntüyü yeniden oluşturmak için her noktanın sırayla belirlenmesi çok önemlidir.Dolayısıyla söz konusu noktaları kesin ve belirli bir düzen içinde bir tür denetimden geçirmek zorundadır.
Televizyon ekranında meydana gelen resim esasen açık ve koyu renkte noktaların bileşimi bir matristir.Televizyon yayını ve alınmasında bu matris iki türlü işleme tabi tutulur.Birinci işlem, resmi yukarıdan aşağıya doğru binlerce yan yana noktadan meydana gelen dilimlere ayırmak; ikincisi de resme hareket kazandırmak için sinema tekniğinde olduğu gibi gözün fark edemeyeceği sayıda ekrandan poz geçirmek.Bu iki işleme televizyon tekniğinde tarama denir.
Televizyon sistemleri verici ve alıcı olmak üzere iki kısımdır.Verici sistem mercekli TV kamerası ve radyo vericisi; alıcı sistemse radyo alıcısı ve TV alıcısıdır.

Mercekler ve Aynalar

17 Ağustos 2008 15 :17 | Spinoza | 0 fav | 0 yorum | etiket: fizik , gaz , hareket , hareket ve kuvvet , hava , kimya , kuvvet , madde , mercekler ve aynalar , vektör

Ayna, insanın kendisini görmesi için kullandığı cam veya maden levhadır. Mercek ise içinden geçen paralel ışınları birbirine yaklaştıran ya da uzaklaştıran saydam bir cisimdir. İnsan gözünün görmesini göz merceği sağlar. Görme bozukluğunu gidermek için merceklerden oluşan gözlük takılır. Fotoğraf makinesi ve büyüteç de, mercekle çalışan araçlardır. Mikrokskop, teleskop ve diğer birçok ölçme araçlarında mercekler ve aynalar bulunmaktadır. Bir aynanın önünde durup bakarsanız, yüzünüzü görebilirsiniz. Aynanın durumunu değiştirince, başka cisimleri de görebilirsiniz. Aynada, önündeki cismin bir görüntüsü oluşur.

Mercek ve aynalar, görüntü eldesi için kullanılırlar. Normal bir düz aynada, öndeki cismin görüntüsü, cisimle aynı büyüklükte ve doğrultudadır; fakat sağı ve solu yer değiştirmiştir. Sol el, görüntünün sağ tarafında görünür. Aynalar ve merceklerle daha büyük yada daha küçük görüntüler de elde edilebilir. Mercek, bir ya da iki yüzü çukur veya tümsek olan, cam veya plastikten yapılmış bir araçtır. Saydamdır, yani ışığı geçirir. Fakat içinden geçen ışığın gidişini saptırır. Bu sapmaya ışığın kırılması denir.

Ayna ise ışığın geçemediği, parlak bir cisimdir. Yüzleri düz veya eğri olabilir. Camın bir tarafını gümüş veya başka metalle kaplayarak yapılır. Ayna, üzerine gelen ışığı, geldiği tarafa geri gönderir. Bu olaya da ışığın yansıması denir. Mercekler ve aynalarla ilgili çalışmalara geometrik optik denir. Optik, ışık bilgisi demektir. Geometri ise, şekiller ve doğrultuları inceleyen bilimdir.farklı şekilli mercekler ve aynalar, ışığın gidişini çeşitli şekillerde değiştirirler. Bunlar geometrik optik kurallarıyla belirlenmiştir.

Işık, bir enerji türüdür. Kitabın sayfasından göze gelen ışık, göze enerji taşımaktadır. Fakat ayna ve merceklerin çalışmasını açıklamak için ışığın ne olduğunu açıklamaya gerek yoktur. Işığın ne olduğu öğrenilmeden çok önce ışığın hareket şekli incelenmiş ve anlaşılmıştı.

Işık, cam, su ve hava gibi maddelerden geçebilir. Bu maddelere ortam denir. Boşluk da bir ortamdır ve ışık ondan da geçebilir. Işığın hareketi, ışınlardan yola çıkılarak daha kolay incelenebilir. Işık ışını, ışığın çok ince bir parçasıdır
Bir ortamda yol alan bir ışın doğrusal olarak gider. Fakat başka bir ortama geçince, doğrultusu değişir. Bir ayna veya merceğe çarpınca da aynı şey olur. Bunlara gelirken ve çıktıktan sonra ışık doğrusal yayılır. Fakat içinde, kırılmalar nedeniyle sapmalar olur.

Düz bir çizgi çizin. Bunu bir aynanın düz yüzü varsayın. Sonra bu yüzeye gelen, doğrusal bir ışın çizin. Bu ışın, aynaya herhangi bir noktada çarpsın. Aynı noktaya gelen, fakat aynaya dik bir ışın daha çizin. Buna dik çizgi veya normal denir.
Önce çizilen herhangi ışın, normalle bir açı yapar ve bu açıya gelme açısı adı verilir. Yansıyan ışın da, normalle bir açı yapar. Buna yansıma açısı denir.Yansıma yasasına göre, gelme açısıyla yansıma açısı birbirine eşittir. Böylece, yansıyan ışın, gelen ışının normalle yaptığı açının aynını yapacak şekilde, normalin diğer tarafına çizilebilir. Gelme açısı sıfır derece ise, gelen ışınla yansıyan ışın üstüste çakışır.Gelme açısı doksan dereceye yakınsa, yansıyan ışın da ayna yüzüne değerek gider.Bu olay, bir bilardo topunun masanın kenarına çarpıp, aynı açıyla diğer tarafa gitmesine benzer.Aynanın önüne bir cisim koyduğumuzu düşünelim. Cismin her noktasından geçerek gelen ışınlar aynaya çarpar. Her ışın, yansıma kuralına uyar. Yansıyan ışınlar, normalin diğer tarafına doğru yol alırlar. Aynanın arkasındaki bir noktadan ışınlar çıkıyormuş gibi görünür. Cisim oradaymış gibi olur. Bu şekilde, aynanın arkasında oluşan görüntüye gerçek olmayan görüntü denir.

Düz aynada,cisimle görüntü aynı boydadır. Ayna arkasındaki görüntünün ve öndeki cismin, aynaya uzaklıkları eşittir.
Bütün cisimler, üzerlerine gelen ışığın bir kısmını yansıtırlar. Böyle olmasaydı, onları göremezdik. Fakat neden her cisimde aynadaki gibi görüntüler görmeyiz? Ayna yüzeyinin özelliği nedir?Aynalarda görüntü oluşmasının nedeni arka yüzlerinin çok parlak olmasıdır. Yüzey pürüzlü olursa, yansıyan ışınlar birçok doğrultulara dağılır, bu yüzden bir görüntü oluşamaz. Dışbükey (konveks) aynadaki görüntü de, düz aynadakine benzer. Yüzeyi düz değildir ve dışa doğru çıkıntılıdır.bir topun yüzeyi veya fincanın dış tarafı da dışbükeydir. Dışbükey aynanın yüzeyi küreseldir ve kürenin bir kısmı şeklindedir. Büyük mağazalardaki ve otomobillerdeki aynalar genellikle dışbükeydir. Dışbükey aynada cismin görüntüsü, cisimden daha küçüktür. Ayrıca görüntünün biçimi de bozulmuştur.Dışbükey aynalarda yalnız görüntünün büyüklüğü değişmez. Görüntünün aynaya uzaklığı, cismin aynaya uzaklığından daha azdır. Otomobillerdeki geriyi görme aynalarında arkadan gelen otomobiller daha yakında gibi görülür. Gerçek uzaklıklarını anlamak için dönüp bakmak gerekir.Dışşbükey aynanın küçük bir yüzeyini düzlem ayna gibi düşünebiliriz. Aynı şekilde, yeryüzündeki küçük bir yüzeyi de düz olarak görürüz. Böylece, her ışın, düz yüzeyden yansıyor gibi düşünülebilir.

Dışbükey aynanın merkezinden ve tepesinden geçen normal doğruya aynanın ekseni denir. Eksen üzerindeki cisimlerin görüntüsü yine eksen üzerinde oluşur.

Çorba kaşığının arkasıda dışbükey aynadır. Kaşığın iç çukur tarafı ise, içbükey (konkav) bir yüzeydir. Dışbükey aynalar, küçük görüntü verdikleri halde, içbükey aynalardaki görüntü, cisim tarafındadır ve cisimden daha büyüktür. Traş aynaları iç bükey ayna şeklindedir.

Eğlence parklarındaki güldüren aynaların yüzeyleri dalgalıdır. Bazı kısımları dışbükey, bazı kısımları ise içbükey aynadır. Bu yüzden, bakınca, bazı kısımlarımızı büyük, bazılarını ise küçük görürüz. Cisim uzakta ise, içbükey aynalarda değişik bir görüntü oluşur.bir traş aynasından yeteri kadar uzakta durursanız kendinizi daha küçük görürsünüz. Aynı zamanda görüntü baş aşağıdır ve aynanın arkasında değil, önündedir.
Bu çeşit görüntüye gerçek görüntü denir. Görüntünün bulunduğu yerden gerçek ışınlar geçer. İçbükey aynaların çok yakınındaki cisimlerin görüntüsü ise, dışbükey aynalardaki gibi gerçek olmayan görüntüdür.Çok büyük astronomi teleskoplarında yansıtıcı (reflektör) denilen içbükey aynalar vardır. Kalifornia’daki Palomar dağındaki yansıtıcının çapı 508 santimetredir. Yıldızların görüntülerini elde etmekte kullanılır. Yıldızların görüntülerinin resmi de çekilebilir.Aynalardan başka, merceklerle de görüntü elde edilebilir. Mercekler cam disklerden kesilir ve sonra yüzeyleri parlatılır. Işık, mercekten geçince, doğrultusu değişir. Bu olayı anlamak için, ışığın su ve camda nasıl yol aldığını bilmek gerekir. Bir ortamdan diğerine geçerken ışığın doğrultusu değişir. Buna kırılma denir.Hava ve cam gibi, farklı iki ortamın sınırını belirtmek amacıyla düz bir çizgi çizin. Sonra havadan bir ışın geldiğini gösterin. Cama çarptığı yerdeki yüzeyin normalini çizin. Işık, cam içinde yolunu değiştirecek ve kırılmış ışık olacaktır. Kırılmış ışının, normalle yaptığı açıya kırılma açısı adı verilir. Bu açı, normalin diğer tarafındadır.Kırılma kuralına göre kırılma açısı, gelme açısından daha küçüktür. Yani, ışık, norrmale doğru yaklaşır. Eğer açı, yüzeye teğet olarak gelirse, yani dik açılı ise düz olarak yoluna devam devam eder.Şimdi de camdan gelen herhangi bir ışın çizin. Bu ışın kırılacak ve havaya çıkacaktır. Havadaki kırılma açısı, camdakinden farklıdır. Kırılma kuralına göre, kırılma açısı, gelme açısından daha büyüktür. Işık, normalden uzaklaşır şekilde yol alır.Bu iki durum birbirinin benzeridir. Havadaki açı, camdaki açıdan her zaman daha büyüktür. Cam, havadan daha yoğun bir maddedir. Yoğun olan ortamda, açı daha küçüktür. Bu durum diğer ortamlar içinde böyledir. Işık, hava ile su arasında kırılıyorsa, sudaki açı daha küçüktür, çünkü su, havadan daha yoğundur.Işık, havadan, daha yoğun bir ortama geçerse, o ortamın yoğunluğuna bağlı olarak kırılır. Ortamın yoğunluğu fazlaysa, kırılma açısı küçük olur; yani ışık daha fazla bükülür. Bu bükülme miktarı, kırılma indisi denilen bir sayıyla gösterilir. Yoğunluğu fazla olan ortamın kırılma indisi de büyüktür.Aynalarda olduğu gibi, mercekler de ışığın doğrultusunu değiştirmek için kullanılır. Bir cisimden gelen ışınlar, mercekten geçtikten sonra, başka bir noktada kesişirler ve sanki oradan çıkıyor gibi olurlar.Yeni noktada bir görüntü oluşur. Büyüteçler, iki tarafı da dışbükey olan merceklerdir. Bunları kullanarak, Güneş ışınlarını bir noktada toplayabilirsiniz. Böylece Güneşin bir görüntüsünü elde edebilirsiniz. Aynı şekilde pencerenin görüntüsü de görülebilir.Bir büyüteçle, kolunuzu uzatıp tutarak cisimlere bakın. Cisimlerden gelen ışınlar, mercekle gözünüz arasında bir bir yerde birleşir ve ışık bu noktadan yeniden gözünüze gelir. Cisimlerin gerçek görüntülerini görürsünüz. Fakat bu görüntüler başaşağı durumdadır.Küçük gök dürbünleri, normal dürbünler ve bir çok astronomi dürbününde, cisimlerin gerçek görüntülerini elde etmede dışbükey mercekler kullanılır. Bunlara ince kenarlı mercekler adı verilir. Cisimler ince kenarlı merceğe yaklaştıkça, görüntüleri, mercekten daha uzakta oluşur. Fakat cisim, merceğe çok yakınsa, gerçek bir görüntü oluşmaz. Cisimle aynı tarafta, gerçek olmayan bir görüntü oluşur. Küçük bir böceğe, büyeteci yaklaştırarak bakınca, böceğin gerçek olmayan bir görüntüsü görülür.

Büyüteçteki merceğin iki yüzü de dışbükey değildir. Biri dışbükey diğeri düzdür. Bu tip merceğe düzlem-dışbükey mercek denir. Bir yüzü dışbükey diğeri çukur da olabilir. Bunlar ışınların daha az dağılmasını sağlarlar.Ortası, kenarlarından daha ince olan mercekler, büyüteç olarak kullanılamaz. Cisimlerin görüntüleri gerçek değildir ve cisimden daha küçüktür. Bunlarla gerçek görüntü elde edilemez. Gözlüklerdeki mercekler daha çok bu türdendir.
Bir cismin veya görüntüsünün fotoğrafını çekebilirsiniz. Fotoğraf makinesinin merceği iki tarafı dışbükey ince kenarlı mercektir. Film üzerinde gerçek görüntü oluşturur.
İnsan gözündeki mercek de ince kenarlıdır. Gözün ağtabaka denilen arka kısmında, gerçek görüntü oluşturur. Ağtabakada renkli ışıklar ve görüntüler elektrik sinyallerine dönüşür ve beyine gider.Yapay merceklerin şekli değişemediği halde, göz merceği, yüzeylerini değiştirebilir. Eğriliği çok fazlalaşınca, yakındaki cisimleri görür. Eğriliği az olunca, uzaktaki cisimleri görür.Fotağraf makinesinin merceğinin belirli bir şekli vardır. Farklı uzaklıktaki cisimlerin görüntüsünü, film üzerine düşürebilmek için, mercek hareket ettirilir.Merceklerin ve aynaların da yapım kusurları olabilir. Yüzeylerinin eğriliği değişkense, bulanık görüntülerin oluşmasına yol açarlar. Bir noktadan gelen ışınlar, bir noktada birleşmez, farklı yerlerde birleşirler. Buna küresel sapma adı verilir. Bunu önlemek için, merceklerin yüzeyi tam küresel yapılmaz.Renk sapması nedeniyle de bulanık görüntü oluşabilir. Çünkü merceğin yapıldığı cam, farklı renkli ışıkları, farklı miktarlarda kırar. Bu yüzden cisimlerin görüntüsü bulanık olur. Görüntü, renkli şeritler biçiminde görülür. Bu sapma, birkaç merceği bir arada kullanarak düzeltilebilir. Kullanılan camların kırılma indisleri farklı seçilir.

Merceğe gelen ışınların hepsi diğer tarafa geçmez. Bir kısmı da geri yansır. Bu durum pencere camında görülebilir. Bunlar, optik araçlarda istenmeyen yanlış görüntülere yol açabilir. Bu yansımayı azaltmak için mercekler, ışığı geçiren, fakat yansıtmayan özel bir kimyasal maddeyle kaplanır.
Işık, yoğun bir ortamdan, az yoğun ortama geçerse, yüzeyin normalinden uzaklaşarak kırılır. Bu kırılma o kadar fazla olabilir ki , kırılan ışın, yüzeye teğet olur. Bu durum kritik açı denilen belli bir geliş açısında olur. Geliş açısı, kritik açıdan daha büyükse, kırılma olmaz. Gelen bütün ışık, yeniden çok yoğun ortama yansır. Buna tam yansıma adı verilir.Mercek: Optik görüntüler oluşturmak için kullanılan, genellikle küresel yüzeylerle sınırlı, camdan ya da ışık kırıcı bir maddeden yapılmış hacim.Dalga ve titr: Sesötesi mercek, sesötesi titreşimlerin hızının, sesötesi inceleme ortamındakinden (su, insan vücudu) çok farklı olduğu bir gereç içinde (pleksiglas, kauçuk) gerçekleştirilen ve bu nedenle, sesötesi titreşimler için optik merceklerin ışığa gösterdiğine benzer özellikler gösteren düzenek. (Sesötesi mercekler, akustik mikroskopta kullanılır.)elektron: Elektron merceği, kondansatörlerden (elektrostatik mercek), bobin ya da elekromıknatıslardan (elektromanyetik mercek) oluşan ve optik merceklerin ışık demetlerini saptırdığı gibi, yüklü parçacık demetlerini de saptıran eksenel bakışımlı düzenek. (Elektron akımlarını yakınsatmaya olanak veren elektron mercekleri birçok aygıtta, özellikle elektron mikroskoplarında kullanılır.)Mad: Kenarlara doğru incelen, nispeten az kalınlıkta mineral yığını.

Oftalmol: Yapay gözmerceği genellikle katarakt nedeniyle çıkarılan gözmerceğinin yerine takılan implant.(Afaki durumunda gözlükle yapılan düzeltmeye göre çok daha iyi olduğundan büyük bir gelişme göstermiştir:görme alanını tam görür ve görüntülerin boyutlarını da büyütmez.)

Opt: Basamaklı mercek ya da Fresnel merceği merkezi bir mercek ile kırıcı ya da yansıtıcı çeşitli halkalardan oluşan ve koşut ışıklı geniş bir demet elde etmek için deniz fenerlerinde kullanılan optik sistem.

Radyotekn: Radyoelektriksel mercek, bir radyoelektrik dalgasının yayılmasında, faz gecikmeleri oluşturmaya yarayan ve böylece yakınsama ya da ıraksama etkileri yaratan düzenek; faz gecikmelerinin değeri gelme açısına ya da düzenekten geçen ışının konumuna bağlıdır.

Ansikl. Opt: Bir mercek, genellikle küresel olan iki yüzeyle (diyoptrlar) sınırlı, kırıcı ve saydam bir ortamdan oluşur. Doğurucuları koşut olan iki silindir yüzeyle sınırlı mercekler de vardır.

Mercek: Bir cisimden gelen ışık ışınlarını odaklayarak cismin optik görüntüsünü oluşturmaya yarayan cam ya da bir başka saydam malzemeye denir. Fotoğraf makinesi, gözlük, mikroskop, teleskop gibi aygıtlarda merceklerden yararlanılır. Işık, merceğin içinde hava da olduğundan daha yavaş ilerler;
bu nedenle de ışık demeti hem merceğe girerken hem de mercekten çıkarken kırılır, yani aniden doğrultu değiştirir; merceklerin ışık ışınlarını odaklama etkisi de bu olgudan kaynaklanır

Merceklerde, duyarlı biçimde işlenmiş iki karşıt yüzey vardır; bu yüzlerin her ikisi de küresel olabileceği gibi, biri küresel öteki düzlemsel olabilir. Mercekler, yüzeylerinin biçimine göre, çift dışbükey, düzlem dışbükey, yakınsak aymercek, çift içbükey, düzlem içbükey ve ıraksak aymercek olarak sınıflandırılır. Merceğin eğri yüzeyi, gelen ışık demetindeki farklı ışınların farklı açılarla kırılmasına neden olur ve bu da, ışık demetindeki paralel ışınların tek bir noktaya doğru yönelmesine (yakınsama) ya da bu noktadan öteye doğru yönelmesine (ıraksama) yol açar. Bu noktaya merceğin odak noktası ya da asal odağı denir. Bir cisimden yayılan ya da yansıyarak gelen ışık ışınlarının kırılması, bu ışınların farklı bir yerden geliyormuş gibi algılanmasına yol açar ve nitekim bu farklı yerde de cismin optik bir görüntüsü oluşur. Bu görüntü gerçek (fotoğrafı çekilebilir ya da ekran yansıtılabilir) olabileceği gibi sanal da (mikroskopta olduğu gibi, ancak merceğin içinden bakılarak görülebilir) olabilir. Cismin optik görüntüsü cismin kendisinden daha büyük ya da daha küçük olabilir; bu durum, merceğin odak uzaklığına ve cisim ile mercek arasındaki uzaklığa bağlıdır.

Duyarlı ve net bir görüntü oluşturabilmek için genellikle tek bir mercek yetmez; bu nedenle de örneğin teleskoplarda, mikroskoplarda ya da fotoğraf makinelerinde, değişik mercek kombinasyonlarından yararlanılır. Bu tür mercek gruplarındaki merceklerden bazıları dışbükey ve bazıları içbükey olabileceği gibi bunların bazıları kırma ya da ayırma gücü yüksek ve bazıları da kırma ya da ayırma gücü düşük camdan yapılmış olabilir. Gruptaki mercekler, her birinin sapıncı (aberasyon) istenen düzeyde olacak ve net bir görüntü elde edilebilecek biçimde, duyarlılıkla saptanmış uzaklıklarda yerleştirilir ya da üst üste yapıştırılır. Mercekler yerleştirilirken yüzeylerinin eğiklik merkezinin asal eksen ya da optik eksen denen düz bir hattın üzerinde bulunmasına özen gösterilir.

Mercekler çok değişik çaplarda yapılabilir; örneğin mikroskoplarda 0,16 cm, teleskoplarda ise 100 cm’lik mercekler kullanılabilir. Daha büyük teleskoplarda mercek yerine içbükey aynalardan yararlanılır.

Mercek Çeşitleri:

Yüzlerinin durumuna ve biçimine göre, üçü ince kenarlı, üçü de kalın kenarlı olmak üzere altı tür mercek ayırt edilir. Yüzlerin C1 ve C2 eğrilik merkezlerinden geçen doğruya merceğin ana ekseni adı verilir ( yüzlerden biri düzlemse, merkezlerden biri sonsuza gider). S1 S2 uzunluğu merceğin kalınlığıdır. Kalınlık, yüzlerin eğrilik yarı çapı karşısında önemsiz kalıyorsa, mercek ince, karşıt bir durum söz konusu olduğunda da kalındır. İnce kenarların bazı özellikleri, incelenmesi daha güç olan kalın merceklere de yaygınlaştırılabilir.

İnce mercekler: İnce mercekler durumunda S1 ve S2 noktalarının, ana eksen üzerinde bulunan ve merceğin optik merkezi adı verilen bir O noktasında birbiriyle karşılaştıkları kabul edilir. İnce mercekler ince kenarlı ya da kalın kenarlı olabilirler. İnce kenarlılar yakınsak merceklerdir: Ana eksene paralel olan her ışın demeti bir F noktasında yakınsayarak görünür hale geçer. Kalın kenarlılar söz konusu olduğundaysa mercek ıraksaktır. Bu sonuçlar kırılma yasalarından kaynaklanır. Bir merceğin, bir cismin tam belirgin (net) bir görüntüsünü vermesi için, cismin her noktasına görüntünün bir noktası denk düşmelidir: Bu durumda sisteme stigmatik adı verilir. Bunu gerçekleştirmek çok güç, hatta büyük boyutlu cisimler söz konusu olduğunda olanaksızdır. Bununla birlikte, görüntüyü oluşturmak üzere kullanılan ışınların ana eksen ile yaptıkları eğim az olduğu ve mercekten optik merkeze yakın geçtikleri zaman (Gauss koşulları) yeterli derecede iyi bir sonuç elde edilir.

Bu durumda, ana eksene dik bir düz cisimden, eksene dik bir düz görüntü sağlanır. Görüntü, bu noktaya yerleştirilmiş olan bir ekran üzerinde gözlenebiliyorsa buna gerçek görüntü, karşıt durumdaysa zahir görüntü adı verilir.

Yakınsak mercekler: Ana eksene paralel ışınların yakınsama noktası olan F noktasına ana görüntü-odak adı verilir. Bu odak ana eksen doğrultusunda, sonsuzdaki bir nesne-noktanın görüntüsüdür.(uygulamada nesne-noktanın görüntüsünün tam F üzerinde olması için, bu noktanın OF uzunluğunun on katı kadar bir uzaklıkta bulunması çoğunlukla yeterli olur.)

Öte yandan, ana eksen üzerinde öyle bir F noktası da belirlenebilir ki, F’ten çıkan ışınlar mercekten geçtikten sonra ana eksene paralel bir ışın demeti oluştururlar. Söz konusu F noktasının görüntüsü bu durumda ana eksen üzerinde sonsuzda bulunur ve F noktasına ana nesne-odak adı verilir.

OF ve OF’ uzunlukları sırasıyla merceğin nesne-odak uzaklığı ve görüntü-odak uzaklığı olarak adlandırılır. Ana eksene eğik olarak gelen paralel bir ışın demeti, ana eksene F’ nokatasında dik olan bir düzlemde ki bir H’ noktasında (ikincil görüntü-odak) yakınsar; bu düzlem, görüntü-odak düzlemidir. Aynı biçimde, ikincil nesne-odak ve nesne-odak düzlemi tanımlanabilir.

BİR NESNENİN YAKINSAK BİR MERCEK ARACILIĞIYLA VERİLMİŞ GÖRÜNTÜSÜNÜN GEOMETRİK OLARAK ELDE EDİLMESİ. Basit olarak bir AB doğru parçasıyla gösterilmiş olan düz bir nesne ve mercek konumu ve boyutları çizim yoluyla saptanabilen bir A’ B’ görüntüsü verir(Çizim kolaylığı için bazı noktalar ana eksenden uzaklaşmış olsalar bile, Gauss koşullarının gerçekliği kabul edilir). Merceğin ana ekseni üstünde bir A noktasıyla, bu eksene dik olan AB doğrusu seçilir. Aranan görüntü, merceğin ana eksenine dik olan ve B noktasından B’ görüntüsü bilindiğinden tam olarak saptanan bir A’B’ doğru parçasıdır. B’ elde etmek için, B’den çıkan demetin iki özel ışını göz önüne alınır(geometride, bir nokta, bilinen iki doğrunun kesişmesiyle tam olarak belirlenir);sözgelimi, F noktasından geçerek gelen ışınla, O optik merkezden geçerek gelen ışın kullanılabilir. Bu iki ışının kesişme noktası, aranan B’ noktasıdır(B’den geçen ışınların tümü, mercekten geçtikten sonra B’ noktasındanda geçerler). Nesnenin konumuna göre görüntü gerçek yada zahiridir.

Iraksak mercekler:Ana eksene paralel ışınlı bir demete F’ noktasından çıkıyormuş gibi olan ıraksak bir demet denk düşer; bu noktaya anagörüntü-odak denir. Ana nesne-odak adı verilen birF noktasında, zahiri olarak yakınsayacak biçimde bir demetin mercek üstüne gönderilmesiyle, ana eksene paralel olarak ortaya çıkan bir demet elde edilir. Yakınsak mercekteki gibi, ıraksak merceklerde de görüntü-odak ve nesne-odak düzlemleri ile görüntü-odak ve nesne-odak uzaklıkları’nın tanımı yapılır.

BİR NESNENİN IRAKSAK BİR MERCEK ARACILIĞIYLA VERİLMİŞ GÖRÜNTÜSÜNÜN GEOMETRİK OLARAK ELDE EDİLMESİ. Burada da yakınsak mercekler için yapılan işlemin aynısı gerçekleştirilir:B noktasından çıkan iki özel ışın (sözgelimi,biri O’ dan, öteki F’ den geçen ) kullanılır. Birincisi sapmaz;ikincisiyse ana eksene paralel olarak çıkan bir ışın gibi sapar. Bu iki ışının kesişme noktası, aranan B’ noktasıdır. Nesnenin konumuna göre, görüntü gerçek yada zahiridir.

Mercek Sapınçları:

Mercek Gauss koşullarına uygun olarak kullanılmadığı zaman, elde edilen görüntüler bozulur ve sapınç (aberasyon) diye adlandırılan olaylar görülür.
Renkser Sapınç: Beyaz ışıkta aydınlanmış bir nesne, az ya da çok önemli renklenme gösteren bir görüntü verir. Buna merceğin kırılma indisinin, ışığın dalga boyuyla birlikte değişmesi yol açar. Beyaz ışık farklı renklerdeki belirli sayıda ışınımın üst üste gelmesi biçiminde ele alınırsa (tek bileşenli [tek renkli] ışınım) bu ışığın kırmızı ışınımları morunkilerle aynı noktaya yakınsamazlar. Böylelikle farklı renklerde birçok görüntü elde edilir. Bunlar ancak kısmen üst üste gelirler.

Geometrik Sapınç: Büyük açılımlı bir demet kullanıldığında bir nesne noktası, bir P’görüntü noktası verir; çünkü merceğin kenar bölgelerinden geçen ışınlar eksene yakın bölgeden geçenlere oranla daha çok parlar; yakınsak bir merceğin merkez bölgesine göre kenarları da yakınsak, ıraksak bir merceğin kenarları da daha ıraksaktır (küresel sapınma). Yukarıdaki bozulma düzeltilse bile, mercek, ana eksenin yakınında bulunan bir noktanın görüntüsünü, bu noktadan çıkan demet çok genişse normal biçiminde vermez. Biçimi kuyruklu yıldızı (komet) anımsatan bir leke elde edilir; bu sapınca koma adı verilir.

Dar demetlerin kullanılması, kusurlardan arınmış görüntülerin elde edilmesi için yeterli olmaz. Gerçek merceğin ana eksenine çok eğimli olarak gelen ince bir ışık demetiyle nesne-noktanın iki ayrı görüntüsü meydana gelir. Astigmatizm adı verilen bu sapınç bir dairesel yarı çaplarını aynı anda net bir görüntüsü elde edilmesinin olanaksızlaşmasından kaynaklanır: Yatay çap belirgin olunca dikey çap belirsizdir; bu durumun tersi de söz konusudur.Ayrıca bu kusurlar düzeltilse bile ana eksene dik olan geniş bir düzlemsel yüzeyin görüntüsü eğri bir yüzeydir. Bu kusara alan eğriliği adı verilir.

Yukarıda sözü edilen kusurlar giderildikten sonra başkaları ortaya çıkabilir; bunların sonucu olarak görüntülerin doğrusal büyümesi, merceğin ekseninden uzaklaştıkça artar. Böylece, eksenden geçmeyen bir doğru çizgi içbükeyliği görüntünün merkezine doğru (fıçı biçiminde bükülme) ya da ters yönde (hilal biçiminde bükülme) dönmüş olan eğri bir çizgi verir.

Bu sapınçların azaltılması sorunu çok güçtür, çünkü düzeltilmeleri için gerekli koşullar çoğu kez birbirine karşıttır. Gözlükçüler, isteğe göre, çeşitli merceklerin biçimlerinden, maddelerinden ve karşılıklı yerlerinden yararlanmak amacıyla bir çok merceği bir arada kullanırlar.

Özel Mercekler:

Silindirik mercekler, silindir bir yüzey ve bir düzlemle, küresel-silindirik mercekler bir küre ve silindirle sınırlandırılmıştır. Bazı merceklerse yüzlerinden biri bir düzlem ya da bir küreyle değiştirilebilen, iki tor yüzeyiyle sınırlandırılmıştır; bu tor mercekler özellikle gözlerdeki astigmat durumunun düzeltilmesine yararlar. Fresnel’in deniz fenerlerinde kullanılan kademeli mercekleri eksenin küresel sapıncının kısmen, ama yeterli olarak giderilmesini sağlar. Merkez bölgesinin kalınlığının azaltılması, büyük çapta uygulamaların gerçekleştirilmesine olanak verir. Böylelikle ısınma ve büyük enerji yitimi tehlikesi de azaltılmış olur.

Merceklerin Kullanıldığı Yerler:

Dışbükey mercekler fotoğraf makinelerinde kullanılır. Fotoğraf makinesinde, merceğin hemen arkasında bir fotoğraf filmi bulunur. Fotoğraf makinesinin boyutları ve film ile mercek arasındaki uzaklık göz önünde tutlacak olursa, fotoğrafı çekilecek görüntünün makineye oldukça uzak olduğu kavranabilir. İşte mercek bu uzaktaki cisimlerden, insanlardan ya da manzartadan gelen ışık ışınlarını toplayarak ardındaki film üzerinde ödaklar ve burada görüntünün baş aşağı, yani ters bir resmini oluşturur. Refleks tipi makinelerde, birincisinin aynısı ikinci bir mercek daha bulunur; bu mercek, aynı görüntüyü arkadaki bir cam ekranın üzerine düşürerek fotoğrafçının odaklama ayarını iyi yapabilmesine ve çekeceği resmi tam olarak görebilmesini sağlar.

Zoom objektifliği makinelerde ise odak uzaklığının değişmesini sağlayan ayrı bir mercek sistemi bulunur.

Sinema filmi göstericilerinden ya da slayt makinelerinde parlak biçimde aydınlatılmış filmden gelen ışık üzerine düşürmeye yarayan dışbükey mercekler kullanılır. Film yalnızca 35 mm genişliğindedir, ama ekran üzerine düşürülen görüntünün genişliği metrelerce olabilir.

Gözdeki Mercek :

Gözde de, görüntüyü oluşturan bir dışbükey mercek sistemi vardır. Öndeki kavisli, saydam katman (kornea) ile arasındaki suyumsu sıvı bir sıvı mercek oluşturur; gözbebeğinden (iristeki küçük delik ) göze giren ışık, ilk aşamada bu mercek tarafından odaklanır. Sonra ışık, gözbebeğinin ardında yer alan, içteki dışbükey göz merceğinden geçer. Bakılmakta olan cismin görüntüsünün odaklama ayarının yapılabilmesi için, küçük kaslar göz merceğinin eğriliğini ve biçimini değiştirebilir. Görüntü, gözün arkasında, ağtabaka denen ışığa duyarlı bir alanın üzerinde oluşur. Mercek sistemi dışbükey olduğundan görüntü baş aşağı gelmiş durumdadır;görüntüyü doğru konuma getiren beyindir.

Merceğin Oluşturduğu Görüntü:

Elinize dışbükey, yani yakınsak bir mercek alın ve merceği bir cisme iyice yaklaştırın; öyle ki, mercek ile cisim arasındaki uzaklık, merceğin odak uzaklığından daha küçük olsun. Bu durumda cismi doğal konumunda, am büyültülmüş olarak göreceksiniz. Daha sonra merceğin ardına, yani sizin baktığınız tarafına bir kart koyun; bu durumda, kartın üzerinde cismin görüntüsünün oluşmadığını fark edeceksiniz(oysa pencereye tutulan mercek örneğinde görüntü oluşmuştu ). Kart, film yada ekran üzerine düşürülebilen görüntülere “gerçek “ görüntü denir. Bu tür yüzeylerin üzerinde oluşturulamayan görüntülere de sanal görüntü adı verilir yada eski adıyla zahiri görüntü denir. Sanal görüntüler ancak merceğin içinden bakılarak görülebilir.

Bir büyüteç ya da oyuncak bir teleskopla bakarken, gözlenen cismin çevresinde genellikle renkli saçakların oluştuğunu görürsünüz. Bunun nedeni farklı renklerden ışık ışınlarının mercekten geçerken farklı açılarla kırılmasıdır. Örneğin, mavi ışık ışınları kırmızı ışık ışınlarından daha büyük bir açıyla kırılmaya uğrar. Beyaz ışık, gökkuşağındaki bütün renklerin karışımından oluştuğu için, görüntünün çevresinde bir gökkuşağı saçağı oluşur. Bu saçağı gidermek için mercek, her biri ayrı tür camdan yapılmış iki katman halinde hazırlanır. Bu tip merceklere bileşik mercek denir. Bunların üretimi oldukça zor ve masraflıdır; kaliteli fotoğraf makinelerinin ve dürbünlerin pahalı olmasının nedeni de budur.

Merceklerin Yapımı ve Tarihi:

Mercekler, cam bloklarının karborundum (silisyum karbür) ya da korindon (alüminyum oksit) gibi aşındırıcı bir tozla zımparalanmasından sonra, demir oksitli bir cila macunuyla perdahlanması(parlatılması) yoluyla hazırlanır. Bu işlemlerden bazıları makineyle gerçekleştirilir, ama gene de mercek yapımsüreci yavaş ve pahalıdır; son perdah işlemi ve merceğin sınanması büyük hüner ister. Günümüzde, gözlük camı, kontak lens ve büyüteç yapımında plastiklerden de yararlanılır; bu tür gözlük camlarına piyasada organik cam denir.

Eski Yunanlılar ve Romalılar, güneş ışınlarını odaklıyarak ateş yakmak için bazen içi su dolu cam kaplardan yararlanırlardı. Gözlük ve büyüteç 1300’den önce; teleskop 1608’de icat edildi. Çok güçlü bir büyüteç türü olan MİKROSKOP;TELESKOP kendi maddelerinde ayrıntılı olarak işlenmiştir. Topluiğne başı büyüklüğündeki merceklerden, 1 metre çapındaki merceklere kadar çok değişik boyutlarada mercekler yapılabilir. ABD’de, Wisconsin’deki Yerkes Gözlemevi’nde bulunan büyük teleskopun objektif büyüklüğü 1 metredir.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ... 27 »

tabanpuanlari

Profil

Son yazılar

Son yorumlar

Arşiv