etmen Yazıları - Fen ve Teknoloji Sitesi
EtiketŞu anda etmen konusu ile ilgili sayfalara bakmaktasınız.
Bu konuyla ilgili toplam 7 içerik bulunuyor.
Oldukça kurak geçen yaz aylarının sonunda okullar açılır ve bu okulların açılması ile beraber soğuk günlerin başlayacağı bilinir. Okuldaki öğretmenler öğrencilerine yağan yağmurun ve karın neden yağdığını açıklamaya çalışırlar, genellikle de öğrenciler bunu anlarlar.
Güneşin ısısına bağlı olarak denizlerden ve diğer su kaynaklarından su buhar olarak gökyüzüne doğru çıkar. Dünya' nın değişik bölgelerinden aynı anda binlerce ton su buhar halinde gökyüzüne çıkar.
Gökyüzünde bulunan su taneleri çekim gücüne bağlı olarak birbirlerine yaklaşırlar ve büyük su kitlelerini oluştururlar. İşte, gökyüzünde gördüğümüz bulutları oluşturan şey bu su buharıdır.
Gökyüzünde gördüğümüz bulutlar, rüzgarın etkisiyle beraber taşınırlar. Aynı zamanda bulutlar nasıl ki buhardan oluştuysa, tam tersi olarak yağmur ve kar olarakta yeryüzüne inebilirler.
Bulutlar eğer ki soğuk hava tabakalarıyla karşılaşırlarsa yoğunlukları artar ve soğuk havanın derecesine bağlı olarak yağmur ya da kar olarak yeryüzüne düşebilirler.

LÜTFİ ŞAHİN
www.fenveteknolojisitesi.com

Teknoloji devriminin büyük bir açıklık içerisinde yaşandığı yıllar olan 20. yy devrini geride bıraktık, ancak o yıllara ait bilimsel ve teknolojik gelişmelerin meyvalarını daha yeni toplamaya başladık. 20. yy a ait çalışmaların büyük bir kısmını ise fizik çalışmaları oluşturmuştur. Özellikle fizik biliminin elektrik ile ilgili olan bölümleri büyük bir ivme kazanmış ve netice itibari ile de iç içe geçmiş teknik kavramlar ve alt kategoriler oluşmuştur.

Öyle değil midir? Elektrik ile ilgili geliştirilen cihazların, öyle çok uzun bir geçmişleri yoktur. Konu ile ilgili okurlarım dediklerimi hemen tasdik edeceklerdir. Ama baş döndürücü çalışmaların yaşandığı 20. yy ve özellikle de ikinci yarı bize insanın ne kadar çaba gösterdiğini ifade etmektedir.

Ampülün icadı ve gramofonun yapımı, ardından gelen dev komputurleri beraberinde getirmiştir. Bu çalışmaların sürekliliği sonucunda fizik bilimi yeni bir teknik boyut kazanmış ve bunun adına da elektronik denmiştir… Elektronik teknik bilimi hayatın bir çok bölümünde yerini almış ve kendi içerisinde bile yüzlerce alt kategoriye ayrılmıştır. Endüstriyel elektronik, tıp elektroniği, dijital elektronik vb bir çok alt bölüme ayrılmıştır. Öyle ki fizik bilimi içerisinde yer alan elektronik teknoloji bilimi, ayrı bir bilim dalı olarak üniversitelerde okutulmuştur.

Peki, elektronik nedir ve hangi çalışma prensiplerini ele alır? Bu soru ise, yüzlerce kitap ile bile cevaplandırılamayacak kadar geniş bir hitabeti gerektirmektedir. Genel olarak, düşük akımlar ile yüksek akım ve gerilimlerin kontrolüne dayalı bir teknik bilim dalıdır diyebiliriz. Yani bu cümledeki kasıt, küçük değerdeki akım değerleri ile çok büyük değerdeki akımların kontrolü diyebiliriz. Bu olay, televizyondan tutunda bilgisayarlara varıncaya kadar bütün elektronik cihazlarda yer edinmiştir. Akım yerine göre belli değerlerde, yerine göre belli zaman aralıklarında, yerine göre belli frekanslarda verilerek elektronik çalışma sistemleri oluşturulmuştur.

Yukarıdaki son cümlede geçen olayları basit şekillerde ifade etmek isterim… Siz bir radyoda kulaklık kullanabilirsiniz ya da radyoyu hoparlörden dinleyebilirsiniz. Bu olay, akıma belli değerler verilerek yapılmaktadır. Yani kulaklıkta farklı değer, hoparlörde ise farklı değerler kullanılmaktadır. Akımın belli zaman aralıklarında kullanılmasına vereceğim örnek ise elektronik saatler olacaktır. Siz bir elektronik saati kurduğunuz zaman, sizin kurduğunuz vakit gelene kadar, saatin zili çalmıyacaktır. Saat çaldığı zaman, saatin elektronik aksamı, saatin zil bölümüne akım göndermiş demektir. Akımın belli frekanslarda kullanılması olayına ise televizyonlardaki kanalları örnek vermek isterim. Televizyonlardaki kanallar belli frekans değerlerinde yapılan frekans yayınları ile yayınlanmakta ve bu neden ile de bir kanalın frekansı, diğer kanalın frekansı ile karışmamaktadır.

Peki, elektronikte kullanılan elektronik devre elemanları nedir sorusunu sorabilirsiniz… Bu soru o kadar geniştir ki, konu ile ilgili binlerce kitap ve milyonlarca makale olduğu halde yine de tam bir açıklama getirilememektedir. Bu devre elemanlarını kısaca adlandıracak olursak; dirençler, kondansatörler, transistorler, tristörler, triyaklar, quadraklar, kristaller, bobinler kullanılan yüksek değerdeki akım ile çalışan devre elemanları olup bunlar yanında; operasyonal entegreler, lojistik entegreler, mikroteknik ile hazırlanan entegreler, mikroprosesürler gibi daha düşük akım değerlerinde çalışan devre elemanlarını da vermek mümkündür.

Elektronikte kullanılan en basit devre elemanlarından birisi dirençlerdir. Dirençler elektronik devrelerinde kullanılan ve elektroniğin olmazsa olmaz denilen devre elemanlarıdır.

Sizler dirençleri lisede veya üniversitede basit şekilleri ile görmüşsünüzdür. Seri bağlamada direncin değerini yada gerilimin değerini yada akımın değerini öğretmenleriniz ile beraber çözmüşsünüzdür. Hakeza paralel bağlama içinde aynı şeyler söylenir. Çoğunuz deneme sınavlarında, oks sınavlarında yada üniversite sınavlarında direnç konusu ile ilgili sorular çözmüşsünüzdür. İşte sınavlarda basit sorularla çözmeye çalıştığınız direnç problemleri, elektronikte çok kapsamlı bir biçimde ele alınır.

Direnç nedir? Nerede kullanılır? Kısaca bunlara değinmek istiyorum. Dirençler genel manada karbondan yapılmış ve elektriksel gerilime karşı belli bir zorluk gösteren devre elemanlarıdır.

Dirençlerde kullanılan ifade "ohm" dur. Basit olarak bir kaç ohmdan milyarlarca ohma kadar direnç değerleri kullanılır. Ohm değerleri hacim ölçüleri gibi biner biner büyür ve biner biner küçülürler. "Ohm, kiloohm, megaohm..."gibi ifadeler kullanılır.

Dirençler, belirli bir düzende kullanılırlar. Elektronikte kullanılan diğer devre elemanlarına gidecek gerilimi denge altında tutmak amacı ile kullanılırlar. Sabit değerdeki dirençler olduğu gibi ayarlı direnç adı verilen dirençlerde kullanılmaktadır. Bizim genellikle elektronikte düğme olarak kullandığımız kısımlar birer ayarlı dirence bağlıdır. Ayarlı dirençler, devrenin istenilen değerde çalışması için kullanılan birer elemandır.

Elektronikte elektriksel akımı depo eden ve yerine göre direnç olarak kullanılan bir devre elemanı vardır. Bunlara kondansatörler adı verilmektedir.

Kondansatörler nedir? Nerede kullanılır?   Buna benzer sorulara bu yazımda yer vermek istiyorum. Genel olarak kondansatörler iki iletkenin arasına yalıtkan bir maddenin konulması sonucu oluşmuştur. Ancak bu olay basit değildir. Metal levhalar çok ince olup yalıtkan maddelerde bir o kadar incedir. Kondansatörün alacağı değer oranında yalıtkan maddenin inceliği ve türü belirlenir. Bu yalıtkan madde kağıt ya da naylon folyo  ya da hava olabilir. Bu yalıtkan maddenin çeşidi, kondansatörün alacağı değere göre değişmektedir.

Peki kondansatörlerin bu değerleri nasıl simgelenir. Kondansatörlerde kullanılan birim Fahrad'dır. Kondansatörlerin değerleri,direnç değerleri gibi biner biner büyür ve biner biner küçülürler.Milifahrad, mikrofahrad, nanofahrad, pikofahrad gibi...

Konunun başında kondansatörlerin ne işe yaradığından kısaca bahsetmiştim. Kondansatörler, doğrusal akım uygulandığında birer depo aracı olarak görev yaparlar; yani uygulanan akımı depo ederler. Ancak doğru akım değilde alternatif akım uygulandığında akıma karşı bir direnç gibi görev yaparlar. Bu özellikleri nedeniyle kondansatörler elektroniğin vazgeçilmez elemanlarıdır.

Makro düzeydeki devrelerden mikro elektroniğe kadar birçok yerde kondansatörlerden faydalanılmaktadır. Tabii ki devre elemanları belirli bir düzen ve sistem içerisinde bir araya getirilirler. Önemli olan kullanılan devre elemanının tam olarak ne işe yaradığını ve kullanılan değerin devreye uygun olup olmadığını bilmektir.

Transistörler nedir? Ne işe yararlar? İsterseniz bu gibi konulara da eğilelim... Bildiğiniz üzere elektriksel iletime göre maddeler üç gruba ayrılmaktadır. Bunlar; iletkenler, yalıtkanlar ve yarıiletkenlerdir... Her grup maddenin de elektronikte kullanım sahası vardır. Bunlardan yarıiletkenler ise transistörlerin ve entegrelerin yapısında yer almaktadır. Sadece bu yapılarda değil, diğer birçok elemanda da kullanılmaktadır.

Transistörler genel olarak akımın geçişini kontrol ederek devrenin belli bir düzende ve sistemde çalışmasını sağlarlar. Yeri geldiğinde küçük bir akımın büyütülmesinde ve yeri geldiğinde devreye giden akımı keserek iş görür.

Genel olarak transistörler iki yarıiletkenin biraraya getirilmesi sonucu oluşturulmuştur. Oyuklara uygun gerilim verildiği zaman ise bu yarıiletkenler birer iletken haline gelmektedir. Oyuk dediğim ise iki yarıiletkenin birleştiği kısımdır. İşte bu bölüm transistörde beyz adı verilen ucunu simgeler.   Dİğer uçlar ise emitör ve kollektördür.

İki tip transistör vardır. NPN tipi ve PNP tipi olmak üzere iki tiptir. Bunlardan NPN 'nin beyzine artı, PNP'nin beyzine eksi geldiğinde transistör iletken haline geçmektedir...

Tarih içerisinde insanlar hep toplu yaşamışlardır. İnsanların toplu yaşamalarında en önemli etken ise sosyal varlıklar olmalarıdır.
İlkel çağlarda yaşamış olan insanlar daha çok vahşi hayvanlardan korunmak için toplu bir şekilde yaşamışlardır. Daha çok mağaralarda bulunan insanlar, toplu bir şekilde yaşamalarına bağlı olarak vahşi hayvanlardan daha iyi korunmayı başarmışlardır.
İleri ki yıllarda, özellikle de paranın bulunuşu ile beraber, toplu yaşam şekli daha rahat yaşam koşullarının oluşturulması için gerekli olmuştur. Elbise isteyen kişi terziye gitmiş, traş olmak isteyen kimse berbere gitmiş; ama topluluk içerisindeki herkesin bir görevi olmuştur.
Günümüzde de insanlar topluluklar halinde yaşamakta ve her insan kendi mesleğini yerine getirmektedir. Öğretmenler kendi mesleklerini, esnaflar kendi mesleklerini, berberler kendi mesleklerini... bu şekilde bütün insanlar toplum içerisinde görev almakta ve bu da daha rahat yaşam tarzının oluşturulması için gereklidir.
Eğer ki insanlar toplu halde yaşamamış olsaydı, insanlar bütün işlerini kendileri yapmak zorunda kalacaklardı, bu ise hayatın zorlaşması anlamına gelirdi. Düşünsenize bir insanın hem yiyeceği ekmek için buğday ektiğini... bu kişi aynı zamanda giyeceği elbiseyi dikecek, hem hayvancılık yapacak vb bir çok işi kendisi yapmak zorunda kalacaktı. Topluluk halinde yaşayan insanlar rahat bir şekilde yaşamanın gereğini yerine getirmiş olmaktadırlar.

LÜTFİ ŞAHİN
www.fenveteknolojisitesi.com

Klasik fizikten modern fiziğe geçişi sağlayan Kuantum Kuramı nın kurucusu olmakla tanınır.
Hukuk profesörü olan babasının evinde delillerden çözüme ulaşan akıl yürütmeleri dinleye dinleye yetişiyordu, bu temel hem orta, hem yüksek eğitim kurumlarındaki öğrencilik yıllarında, O nu özellikle matematikte olağanüstü yapıyordu. Müziğe de son derece büyük bir ilgi duymakla birlikte üniversitedeki öğretmenleri, akıl yürütmedeki gücünü ve matematiksel düşünme yeteneğini kuramsal fizikte kullanmasını öneriyorlardı. Gerçekten bu özendirici ve bilgili öğretmenlerinden, özellikle Helmholtz, Clausius ve Kirchhoff yararlı ve yönlendirici oluyorlardı. Helmhotz un haklı desteği ile genç yaşta üniversiteye katılıyor ve 27 yaşında profesörlüğe yükseliyordu.
Berlin Üniversitesi ne atandıktan sonra yaşlı öğretmeni Kirchhoff un yıllar önce ele aldığı "Siyah cisim" ışınımı üzerinde duruyordu. Siyah cisim, her frekanstan ışığı soğuran ve ısıtıldığında da her frekanstan ışık salması gereken cisimdi. Kuşkusuz kuvvetli alandaki frekansların sayısı zayıf alandakilerden daha çoktu. Tıpkı bin sayısından büyük tam sayılar sayısının, bin sayısından küçük tam sayılar sayısından daha çok olması gibi. O halde, siyah cismin her frekanstan yayacağı ışınımlardan, yüksek frekanslı olanların sayısı, alçak frekanstakilerden, kıyaslanamayacak kadar çok olacağından ve yüksek frekanslılar tayfın mor ucunda bulunduklarından siyah cisim ışınımının tamamı mor olmalıydı. Böylece görünen ışınımın tamamı mor olacağı beklendiğinden bu duruma "Mor Baskını" deniyordu.
Fakat gerçekte mor baskını olmuyor, 1890 yıllarının fiziği neden veya nedenleri bulamıyordu. Wien ve Rayleigh siyah cisim ışın salınımlarının gerçek yayılışını açıklayan formüller geliştiriyorlar; fakat birincisi yüksek ve ikincisi ancak alçak frekansları açıklayabiliyorlardı. "Işık salınımı, enerji yayılımı olduğuna göre," diyordu lanck "Wien ve Rayleigh in varsaydıkları gibi enerji, sonsuz bölünebilir değildir. Nasıl madde parça parça ise enerjinin de böyle olması gerekmektedir." Bu enerji paketlerine de Planck, "Ne kadar" anlamında "Kuantum" veya çoğul olarak "Kuanta" diyordu. Ayrıca, bir elektromanyetik ışınımın büyüklüğü, frekansı ile (bir saniyede yükün yaptığı titreşim sayısı) doğru orantılı olmalıydı.
Bu düşüncelerle Planck matematikte çok yaygın; "varsayarsak ne olur" ilkesini kullanarak bu iki varsayım doğru olduğunda siyah cismin neden tamamen mor renkler salmadığını açıklamaya çalışıyordu. "Görünen tayfın bir ucundaki mor rengin frekansı, diğer uçtaki kırmızı renk frekansının iki katıydı.a Enerji dilinde bu, mor ışık kuantası enerjisinin, kırmızı ışık kuantasının iki katı olması anlamındaydı. Yani mor ışık iki kez daha fazla enerjili idi.
Eğer enerji, kuantalar halinde soğurulup yayılıyorsa, siyah cisim her dalga boyunu aynı miktarda yaymamalıydı. Alçak frekanslı ışın yayımı için az enerji gerekirdi. Halbuki, yüksek frekanslı ışınların yayımı için daha çok kuanta bulunması zorunluydu. Bu enerjinin toplanması, kuşkusuz daha güç oluyor, frekans yükseldikçe yüksek frekanslı ışın yayımı olasılığı azalıyordu. Örneğin 600 c derece sıcaklıktaki bir cisim küçük kuantada ışın yaydığı için kırmızı görünüyordu. Bu nedenle "Mor Baskın", olmuyordu; çünkü bu rengin gerektirdiği yüksek enerjinin toplanması güçtü. Isı yükseldikçe sağlanan enerji artıyor, böylece mor renk yayımı olanaklaşıyordu. Cisimler ısındıkça, görülen renklerin turuncu, sarı ve sonra mavimsi olmasının nedeni buydu. Bu, Wien in deneylere dayanan gözlemlerinin de kurumsal açıklaması idi. Kuanta miktarı, frekans ile doğru orantılı olduğuna göre, (Frekans/Kuanta) değişmiyor; yani sabit kalıyordu. Buna "Planck Sabitesi" deniyor ve (h) ile gösteriliyordu. Sonradan yapılan pek çok deneyler sonucu, (h) nin evrenin temel sabitelerinden (değişmezlerinden) biri olduğu kabul ediliyordu.
Zamanın ileri gelen fizikçileri bu açıklamaları kabul edemiyorlar, bunları bilen Planck bile, sonradan fizikte yeni bir devir açtığında birleşilen düşüncesinin, doğada karşılığı bulunmayan matematik bir sonuç olduğu endişesine kapılıyordu. Nihayet Einstein, ışınımın kuanta olduğunu gösteren fotoelektrik etki olayını açıklayarak, Planck ın kuramını ilk kullanan oluyordu.
Bir problem hakkında bu gibi varsayımlar yaparak, bunların hangi sonuca götüreceklerini, dolayısıyla çözüm elde edilip edilmeyeceğini araştırmak yöntemini, birçokları g3ibi Planck da kullanıyor; hatta Einstein, aynı yaklaşımdan yararlanarak, özel görecelik kuramına ulaşıyordu. Planck, Görecelik Kuramı nı hemen benimsemekle birlikte, matematik ile fiziksel gerçeğe ulaşmış olacağına hala inanamıyordu. Fakat Bohr, atomun yapısını açıklamak için kuantum kuramını kullanıyor, o zamana kadar açıklanamayan kimi olguları aydınlığa kavuşturuyor; hatta bilinmeyen kimi atom parçacıklarının varlığını kuantum kuramına dayanarak tahmin ediyordu.
1918 yılına gelindiğinde yeni kuramın önemi artık anlaşılıyor, "Klasik Fizik" ile "Modern Fizik" dönemi onunla ayrılıyor ve yalnız Planck a 1918 yılı Nobel Fizik Ödülü sağlamakla kalmıyor, yeni bakış açısından fiziksel olayları inceleyen Einstein ve Bohr için de onur nedeni oluyordu.

İnsanlar yüzlerce yıl boyunca doğada var olan olağanüstü olaylardan etkilenmiş ve zaman zamanda bunlardan korkmuştur. İnsanoğlunun korktuğu şeylerden birisi de şimşek ve yıldırımlar olmuştur.
Elektrik konusunu anlatan bir öğretmenin ilk vereceği örnek; "yün elbisesini değiştiren bir öğrencinin çıtır çıtır diye ses duyacağı ve kıvılcımlar görebileceğidir." Öğretmenin daha sonra vereceği örnekler içerisinde muhtemelen şimşek ve yıldırım konusu gelecektir.
Evet, şimşek ve yıldırımın kendisi birer elektriksel akımdır. Bunlardan bulutlar arasında olana şimşek, yeryüzü ile bulutlar arasında olana ise yıldırım adı verilmektedir.
Bulutlar elektrik yükleri taşımaktadırlar ve bu yüklerin boşalması için yağmurlu havalar uygun ortamı oluşturmaktadır. Eğer ki + yükü fazla olan bir bulut, - yükü fazla olan başka bir buluta yaklaşacak olursa birbirlerine elektrik akımlarını geçirirler ve bu sırada hava aydınlanır, belli bir süre sonra da ses duyulur. İşte buna şimşek adını veriyoruz, çünkü bulutlar arasında gerçekleşmiştir.
Yine yağmurlu havalarda yeryüzünün uç noktalarında elektrik yükleri birikir ve bu uç noktalara zıt yüklü bulutlar yaklaşacak olursa birbirlerine elektrik yükleri geçer. İşte, bu şekilde yeryüzü ile bulutlar arasında gerçekleşen elektrik boşalmasına da yıldırım denilmektedir.

LÜTFİ ŞAHİN
www.fenveteknolojisitesi.com

Sayfaya Git: [1/2] 1 2 Sonraki