Entegre Devreler ve Mikroişlemciler
Posted by admin on November 8th, 2008
Küçük hesap makineleri, çamaşır makineleri, müzik setleri, bilgisayarlar: elektronik bileşenler, özellikle entegre (tümleç) devreler, yüzlerce, binlerce, hatta milyonlarca temel bileşeni (transistorları) bir araya getiren ve yonga adı da verilen o küçük silisyum levhacıklar, kırk yıllık bir süre içinde, ilerlemenin baş aktörleri haline gelmiştir. Bilişimin ilerlemesi bütünüyle bu küçük levhacıklara bağlıdır: bir bilgisayar, kabaca ifade edilecek olursa, içine yerleştirilmiş bir « program »a göre davranan bir entegre devreler bütününden başka bir şey değildir, ilerleyen yıllarla birlikte gelişen tasarım ve üretim teknikleri sonucu, aynı hacimli entegre devreler giderek daha çok transistor içerecek duruma getirildi; bu olgu daha küçük bir hacim içinde daha büyük gücü olan bilgisayarların geliştirilmesini sağladı; çünkü bir devrenin içerdiği transistor sayısı arttıkça, yerine getirebileceği işlevler de artmaktadır. Küçük bilgisayarların, şu ünlü mikrobilgisayarların « kalbi» (programın verdiği komutlara göre bilgileri işleyen merkez birimi), günümüzde tek bir silisyum yongasına, başka bir deyişle mikroişlemci adı verilen tek bir entegre devre üzerine yerleştirilebilmektedir. Ve söz konusu bileşenlerin hikâyesi henüz başlangıç safhasındadır. Araştırmalar bütün hızıyla sürmektedir. Ortaya yeni malzemelerin çıkması, yeni üretim tekniklerinin bulunması, dolayısıyla daha büyük bir bütünleşme sağlanması, buna bağlı olarak da daha büyük işlem hızlarına erişilmesi beklenmektedir. Gelecekte büyük bir bilgisayar tek bir yongaya sığdırılabilecektir.
Güneş Enerjisinin Fotovoltaik Dönüşümü
Posted by admin on November 8th, 2008
Fotovoltaik etki silisyum gibi yarıiletken maddelerin içinde oluşmaktadır. Fotopiller (fotovoltaik hücre) bir P-N eklemi, yani iki katmanlı bir yarıiletken bölge içerir; bunların birindeki elektron azlığı ve diğerindeki fazlalığı eklemin her iki tarafında bir elektrik alanının meydana gelmesine yol açar. Yarıiletken tarafından emilen ışık akısının fotonları, eklemin her iki tarafında ayrı ayrı toplanan elektron delik çiftlerini oluşturur. Bunun sonucunda, eklemin aydınlanan yüzüyle ve buraya düşen ışığın yoğunluğuyla orantılı bir elektrik akımı meydana gelir. Açık, güneşli bir havada, 1 desimetre çapında bir fotopil yaklaşık olarak 1 watt üretir. Verimi çıkış gücünün gelen ışık gücüne oranı kullanılan malzemeye göre değinir.
Fotopiller genellikle çokkristalli veya amorf (biçimsiz) silisyumdan yapılır. Çokkristalli silisyum yüksek güvenilirliğinden ve yüksek veriminden dolayı (yüzde 10 ila 14) çekmektedir.
Buna karşılık, amorf silisyumun verimi daha düşüktür (yaklaşık yüzde 7), ama daha ince katmanlar halinde kullanılabilir, bu I nedenle daha az masraflıdır.
Fotopiller, 1950′lerde, uyduların elektrik elde etmesi için geliştirilmişti. 1975′ten beri. yeryüzünde kullanılmak üzengi üretilen pillerin sayısı uzayda kullanılanların sayısını aşmıştr On yıl içinde, dünya pazarı güç açısından 100 misli artmıştır.
Fotopillere iki tür kullanım alanı açılmaktadır. Biri esas olarak, cep hesap makineleri, kol I saadeti, telefonlar ve henüz pek yeni olan birkaç kullanım alan: için kimyasal pillerin ikame pazarını hedef almaktadır. İkine tür kullanım alam ulaşılması güç bölgelere, özellikle elektrik dağıtım şebekesinden yoksun Üçüncü Dünya ülkelerine yöneliktir. Bir grup fotopilden oluşmuş birçok güneş modülünde meydana gelen jeneratörler, SB pompalama, uzaktan yayın yapma, soğutma, aydınlatma ve dispanserleri elektrikle besleme işlerine yaramaktadır. Afrika’da, güne; enerjisinden faydalanarak geni; bir pompalama programı geliştiren Mali başta olmak üzere, Sahil Bölgesi’nin güneyindeki ülkeler güneş enerjisine en çok ilgi duyanlardır. Bazı Avrupa ülkeleri, ABD ve Japonya’da, 8 MW gücüne erişen fotovoltaik sandallar kurulmaktadır. Yereksenli yörünge üzerindeki güneş akısı her zaman sabit ve Dünya’ya ulaşan akının en yüksek değerine göre yüzde 30 daha fazla olduğundan, gelecek için pekde düşsel olmayan araştırmalar uzayda kurulacak güneş elektrik santrallannı hedef almaktadır. Bunlarla fotovoltaik dönüşüm kullanılarak 5 000-10 000 MW gücünde 5-10′ nükleer santrala eşdeğer enerji üretilecektir. Bunlar enerjiyi yeryüzüne çok yüksek frekanslarda (elektromanyetik UHF dalgalan) iletecektir. 1968′ de P.E. Glaser tarafından öne sürülen ve 1975′ten beri Amerikan Uzay ve Havacılık Dairesi NASA) tarafından benimsenen bu görüş üzerinde, Avrupa, ABD ve Japonya’da araştırmalar yapılmaktadır. Bu projenin çevre üzerinde yaratacağı sonuçlar, özellikle çok yüksek frekanslı dalgaların biyolojik etkileri aştırılmaya muhtaçtır.
Güneş Enerjisinin Isıl ve Termodinamik Dönüşümü
Posted by admin on November 8th, 2008
GÜNÜMÜZDE GÜNEŞ ENERJİSİ EVLERİN ISITILMASINDA YAYGIN OLARAK KULLANILMAKTADIR; NE VAR Ki GÜNEŞ TERMİK SANTRALLARI BUGÜNDEN YARINA GERÇEKLEŞECEĞE BENZEMEMEKTEDİR
Güneş enerjisi, basit bir fiziksel mekanizma olan sera etkisiyle ısı enerjisi olarak toplanabilir. Bunun için, üst yüzü camdan, alt yüzü kara bîr cisimden oluşacak bir kutu kullanılır. Güneş ışıması kutunun saydam yüzünden geçer ve kara cisimde soğurulur. Bu madde ısınır ve aldığı enerjiyi kızdaki ışıma şeklinde geri verir. Cam bu ışımayı geçirmediğinden ısı kutuda « hapsedilmiş » olur.
Düşük sıcaklıklı (100 °C’ye kadar) güneş panoları bu şekilde çalışır. Isı toplayla pano, içindeki akışkanları (kara cisim içinde dolaşan su, kara cisimle cam arasında dolaşan hava) ısıtır.
Evlerde kullanılan güneş enerjisi
Güneş enerjisiyle çalışan bir su ısıtıcısı, kapalı bir devreyle depoya bağlanan bir veya iki adet ısı toplayıcı panodan meydana gelir. Güneşlenme sırasında, panodan çıkan sıcak su, su deposuna girince soğuk suyla yer değiştirerek deponun üstüne çıkar ve böylece aşağıdaki soğuk su ısınmaya başlar (termosifon). Evlerin ısıtılmasında kullanılan güneş panolarında ismin suya geçmesini sağlayan ve ısınan suyun dolaşa dolaşa ısınıp su deposuna gitmesine imkân veren bir boru sistemi vardır. Panonun tabanında emdiği ısıyı dışarı vermeyen ve geceleri panoya geri veren maddelerden yapılmış yalıtkan bir bölüm bulunur.
Güneş jeneratörleri
Termodinamik yolla güneş ısısı elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Bu dönüşümde verim, ısı taşıyıcı sıvının sıcaklığıyla arttığından, Güneş ışınları optik yöntemlerle ısıtıcılar üzerinde yoğunlaştırılır. Bu jeneratörlerin iki türü vardın panolu santrallar ve kuleli santrallar.
Birinci tür santrallar, güneş ışınlarını toplayan parabolik-silindirik aynalarla, bu aynaların odaklarına yerleştirilmiş borulu ısıtıcılardan oluşur. Isıtıcılarda ısınan sıvı, iletim boruları vasıtasıyla bir türbine gönderilir; türbin de bir deternatöre bağlıdır.
Kuleli santrallar, güneş ışınlarının aynalar aracılığıyla ü-zerinde yoğunlaşunldığı, yüksek bir kuleye yerleştirilmiş tek bir ısıtıcıdan meydana gelir. Bu santrallar arasında en güçlüsü, California’nın Barstow şeririnde bulunan 10 MW gücündeki Solar One santralıdır. Fransa’da 1983 ile 1986 yılları arasında Targossanne’da (Pireneler) denenmiş olan Themis santrakysa 2,5 MW gücündedir.
Güneş Enerjisi
Posted by admin on November 8th, 2008
Gerçek bir termonükleer kaynaşma reaktörü olan Güneş, sürekli olarak çok büyük miktarda enerji yayımlar. Yeryüzündeki enerji kaynaklarının büyük bir kısmı aslında bu ışımanın dönüşümünden doğmaktadır: biyokimyasal (fotosentezle) olarak biyokütleye dönüşüm (mesela odun) veya eski biyokütlenin dönüşümü sonucu oluşan petrol ve kömür gibi…; ısıl dönüşümün rüzgâr veya denizlerin ısıl enerjisi haline geçmesi gibi…
Bununla birlikte, Dünya’nın aldığı ışıma Güneş’in yaydığı ışımanın çok küçük bir kesridir. Ekvatorun yakınlarında bunun yıllık ortalama değeri 2 500 kWsa/m2; Türkiye’de 1 500 kWsa/m2′nin biraz üstündedir. Güneş enerjisinin saat veya mevsime göre değişme ve yayınım özelliği, doğrudan yararlanılması için özel yoğunlaşma ve depolama teknikleri gerektirmektedir. Bir güneş fırınında, ışımanın optik bir yöntemle yoğunlaşması sonucu sıcaklık 1700 °C’yi aşar.
1970li yılların başındaki petrol krizi, fosil enerjilerin tükenmesi endişesi ve çevreyi koruma gereği güneş enerjisine ilişkin araştırmaları yeniden güncelleştirdi. Güneş enerjisinden yararlanma teknikleri çok yer kaplar, ama çevreyi hiç kirletmez. Isı veya elektriğe dönüştürülen güneş enerjisi, ulaşılması güç bölgelerde veya fosil enerjilerin az olduğu ülkelerde bir ek enerji kaynağı, hatta bir çözüm olabilir. Bu şekilde, mesela israil Devleti, 2015 yıllarına doğru, enerji ihtiyacının yüzde 40′ını güneşten sağlamayı hedeflemektedir.
Bununla birlikte, bu enerjinin yayınım özelliği, ancak aralıklı kullanılabilmesi ve depolanma zorluğu, merkezîleşemeyecek bir üretim tarzının benimsenmesine yol açar; böyle bir durumda « merkez » bir kasabanın veya bir evin ihtiyacını karşılayacak çapta olabilir. Bu yol özellikle, masraflı klasik santrallara yatırım yapmak için ne ekonomik imkânları ne de ihtiyaçları olan Üçüncü Dünya ülkeleri için uygundur. Gelişmiş ülkelerdeyse bu enerji, çevre kirliliğini azaltma politikası bağlamında tamamlayıcı olabilir.
Thomas Alva Edison Hayatı ve Buluşları
Posted by admin on October 19th, 2008
Dünyanın en büyük mucitlerinden biri olan Thomas Edison ABD’nin Ohio eyaletindeki Milan’da dünyaya geldi. Geniş bir düş gücü olan çok meraklı bir çocuktu. Öğretmeni onun bitmek bilmeyen sorularını aptallık belirtisi olarak gördüğünden, okuyamayacağına karar vererek üç ay sonra okuldan uzaklaştırdı. O yıllarda kimyaya büyük ilgi duyan Edison bu konuda bulabildiği her şeyi okudu ve daha 10 yaşındayken kendi eliyle sebze yetiştirip satarak, kazandığı parayla evlerinin kilerinde kimya deneyleri yapmaya başladı. 12 yaşındayken bir trende dergi ve meyve satıyor, bir yandan da trenin yük vagonuna yerleştirdiği küçük bir baskı makinesiyle haftalık bir gazete basıyordu. Ama bir gün, içinde kimyasal madde bulunan şişelerden biri kırılıp vagonda yangın çıkınca Edison hem trendeki işinden oldu, hem de ömür boyu ağır işitmesine yol açacak biçimde yaralandı.
Daha sonra telgrafçılık öğrenmeye karar veren Edison, 1863-68 arasında ABD ve Kanada’da birkaç telgrafhanede çalıştı. 1868′de bir atölye kurdu, ama yaptığı elektrikli oy kayıt aygıtının patentini satamayınca bir yıl sonra parasız ve borçlu olarak Boston* dan New York’a gitti. Altın borsasındaki telgraf aygıtının bozulduğu bir sırada rastlantıyla orada bulunması bir şans oldu. Edison aygıtı ustalıkla onardı ve başarısı telgraf şirketinde iş bulmasına yol açtı. Edison daha sonra, kayıt yapabilen ve borsadaki fiyatların duyurulmasında kullanılan bir telgraf aygıtı geliştirdi ve patentini iyi bir fiyatla sattı. Sattığı patentlerden kazandığı parayla bir atölye kurdu ve kendi buluşlarının yapımına girişti.
Edison ilk başanlı yazı makinesinin yapılmasına da katkıda bulundu. Bir telgraf teli üzerinden aynı anda altı mesajın birbirine karışmadan gönderilmesinin yolunu buldu. Edison 1877′de sesi kaydedip tekrarlayabilen gramofonu icat etti. Bu ona büyük bir sevinç verdi. İlk başanlı gramofon denemesinde aygıta “Mary’nin küçük bir kuzusu vardı” şiirini okuduktan sonra, gramofonu ikinci kez çalıştırdığında aynı sözcükler cızırtılı ama oldukça net bir biçimde yeniden duyulmuştu. O zaman fonograf adı verilen bu ilk gramofonun huniye benzer bir hoparlörü vardı ve mumdan yapılmış, silindir biçiminde plaklar kullanılıyordu. Edison’un öbür buluşları arasında telefon ağızlığı (verici), elektrik ampulü, demir-nikelli akümülatör, elektrikli oy kayıt makinesi, diktafon (”Edifon”) da vardır. Günümüzde kullanılan film makinelerinin öncüsü olan kinetoskopu ticari amaçla kullanılabilecek biçimde geliştiren de Edi-son’dur. Edison, elektrik ampulü üzerinde çalışırken bir rastlantı sonucunda “Edison etkisi” olarak bilinen olayı buldu. Ampulün filamanındaki karbon taneciklerinin zamanla buharlaşarak lambanın yüzeyinde biriktiği bu termoiyonik salım olayı sonradan radyo lambalarının temelini oluşturmuştur.
Edison, I. Dünya Savaşı (1914-18) sırasında elde edilmesi güç olan kimyasal maddelerin yerini tutacak yeni maddeler yapmanın yollarını aradı.
Başarısını zekâdan çok sıkı çalışmaya borçlu olduğunu söyleyen Edison yemek ve dinlenmeye zaman ayırmayı çok görür, kimi zaman laboratuvarındaki masalardan birinin üzerinde, giyinik olarak uyurdu.
Dünya’nın Biçimi, Boyutları ve Hareketi
Posted by admin on October 9th, 2008
Dünya
DÜNYA, Güneş’in çevresinde dolanan doku; gezegenden biridir. Merkür, Venüs, Dünya, Mars, Jüpiter, Satürn, Uranüs, Neptün ve Plüton olarak adlandırılan bu gezegenlerin Güneş’e en yakın olan ilk dördüne “yerbenzeri gezegenler” denir. Çünkü üzerinde yaşadığımız gezegenin bir adı da Yer’dir ve öbür üç gezegenin boyutları, kütlesi ve dış yapısı bizim gezegenimize oldukça benzer. Gerçekten de, içlerinde en büyüğü Dünya olan yerbenzeri gezegenler öbür beş gezegenden daha küçük, sertleşmiş kay aç yapısında, dolayısıyla daha yüksek yoğunluktadır. Buna karşılık “dev gezegenler” denen Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün yerbenzeri gezegenlerden çok daha büyük, ama temel olarak soğuk gazlardan oluştukları için düşük yoğunlukta gezegenlerdir. Dokuzuncu gezegen olan Plüton’un yapısı ve özellikleri ise Dünya’dan çok uzakta bulunduğu için henüz yeterince aydınlatılamamıştır. Merkür ve Venüs’ün yörüngeleri Dünya’nın yörüngesinin içinde kaldığı için bunlara ayrıca “iç gezegenler” de denir; Mars’tan başlayarak bütün öbür gezegenler ise Dünya yörüngesinin dışında kaldıkları için “dış gezegenler”dir.
Dünya birçok özelliğiyle bütün öbür gezegenlerden ayrılır. Örneğin yüzeyinde bol miktarda su bulunan tek gezegendir. Yaşamın başlaması ve sürmesi için mutlaka su gerektiğinden, bütün Güneş Sistemi içinde canlıları barındıran tek gezegen de gene Dünya’dır. Yeryüzünün her yanını kaplayacak, denizleri dolduracak kadar gür ve çeşitli olan bu yaşam Dünya’nın atmosferini bile değişikliğe uğratmıştır; çünkü soluduğumuz havadaki oksijenin tümü bitkisel yaşamdan kaynaklanır.
Dünya üzerinde büyük kara parçaları ve okyanus çanakları bulunmasaydı, ne yaşamın başlangıcı için gerekli olan engin ve kalıcı su kütleleri, ne de insanın ve üstün yapılı hayvanların yaşadığı bugünkü topraklar var olurdu.
Dünya’nın Biçimi, Boyutları ve Hareketi
Dünya bir küre biçimindedir. Uzaklaşan bir geminin ufuk çizgisinin altında gözden kaybolması gibi basit gözlemlerle eskiden beri bilinen bu gerçek, astronotların ve Dünya çevresindeki yörüngelerinde dolanan yapma uyduların uzaydan çektiği fotoğraflarla hiçbir kuşkuya yer bırakmayacak biçimde kanıtlanmıştır. Dünya’nın yuvarlak olduğunu söyleyen ilk kişi, İÖ 6. yüzyılda yaşamış Eski Yunanlı bilgin Pisagor’dur. Gene Eski Yunanlı matematikçi ve bilim adamlarından Eratosthenes de İÖ 3. yüzyılda ilk kez Dünya’nın çevresini ölçmüştür. Eratosthenes bu ölçüme girişmeden önce, 21 Haziran günü öğle saatinde Güneş ışınlarının Mısır’ın Assuan kentinde yere tam dik olarak geldiğini öğrenmişti. Bu bilgiyi aktaranlara göre o gün o saatte Güneşin yansıması derin bir kuyunun dibindeki suda görülebiliyordu. Eratosthenes, Assuan’ın 800 km kuzeyinde olduğunu tahmin ettiği İskenderiye’de aynı gün ve aynı saatte Güneş ışınlarının düşeyle 7 x/ı derecelik bir açı yaptığını, yani yere 7 W eğik geldiğini ölçtü. Böylece bu iki bilgiden yararlanarak Dünya’nın çevresini bugün bilinen değerine çok yakın olarak hesapladı. Gene de 16. yüzyılda kâşifler Dünya’nın çevresini denizden dolaşıncaya kadar Dünya’nın yuvarlak olduğu kolay kolay benimsenemedi.
Dünya’nın yuvarlaklığı aslında çok düzgün ve kusursuz değildir. Kendi ekseni çevresinde dönmesinden doğan merkezkaç kuvvetin etkisiyle ekvatorda hafifçe şişkinlik yapar. BU şişkinlik nedeniyle kutuplar da hafifçe basıktır; kutup noktalarının Dünya’nın merkezine olan uzaklığı ekvatordaki bir noktanın uzaklığından yaklaşık 21 km daha azdır. Dünya’nın boyutlarına ilişkin bazı bilgiler aşağıda verilmiştir.
Ekvatordaki çapı 12.756.776 metre
Kutuplardaki çapı 12.713.824 metre
Yüzölçümü 510.100.934 km2
Hacmi 1.083.319.780.000 km3
Kütlesi 5.988.000.000.000.000.000.000 ton
Ortalama yoğunluğu 5,52 gr/cm3
Dünya kendi ekseni çevresindeki dönme hareketini 23 saat 56 dakika 4,09 saniyede tamamlar. Demek ki bu dönme hareketinin süresi 24 saatlik bir tam günden yaklaşık dört dakika daha kısadır. Ama Dünya Güneş’in çevresindeki dolanımını 365 gün 6 saatte tamamladığı için, bu yörüngede bir günlük yol aldığında üzerindeki her noktanın Güneş’e göre konumu değişir. Böylece, Dünya’nın bir tam dönüşünden ancak dört dakika sonra belirli bir noktada yeniden öğle olur. Sonuçta Dünya üzerindeki her noktada günün uzunluğu 24 saattir.
Dünya’nın kendi ekseni çevresindeki dönüşü nedeniyle günün yarısını gündüz, yarısını gece olarak yaşarız. Dünya’nın Güneş’e dönük olan aydınlık yüzü gündüzken, karanlık yüzü gecedir. Ama gündüz ve gecenin uzunluğu yıl boyunca değişir. Yazın gündüzler 12 saatten daha uzun, kaşın daha kısadır. Yeryüzünde yaz ve kış gibi iki ayn mevsim yaşanmasının nedeni Dünya’nın dönme ekseninin yörünge; düzlemine eğik olmasıdır. Kuzey ve güney kutup noktalarından geçtiği varsayılan dönme ekseni yörünge düzlemiyle 23 derece 27 dakikalık (23°27′) bir açı yaptığı için, Dünya Güneş çevresindeki dolanımını tamamlayıncaya kadar bu eksen uzayda hep aynı doğrultudadır. Bu nedenle yörüngenin, yani Dünya’nın Güneş çevresinde izlediği yolun yansında Güneş’e doğru, öbür yansında ters yöne eğiktir. Kuzey kutup noktası Güneş’e doğru yöneldiğinde kuzey yarıkürede yaz mevsimi yaşanır. Böylece, dönme ekseni Güneş’e doğru eğik olduğu için, yazın kuzey yarıkürenin her noktası Dünya’nın günlük dönme hareketi sırasında daha uzun süre gün ışığı alıp, daha kısa süre karanlıkta kalır. Bu nedenle gündüzler gecelerden daha uzundur. Yalnız 21 Haziran’da Kuzey Kutup Dairesi’nin kuzeyinde kalan her yer bütün gün boyunca Güneş ışığı aldığından gökyüzünde gece yansı bile Güneş vardır. Bütün bu süre içinde güney kutup noktası Güneş’in bulunduğu doğrultuya yönelmediği için güney yarıkürede mevsim kıştır, gündüzler gecelerden kısadır ve Kuzey Kutbu’nun sürekli gündüzü yaşadığı 21 Haziran’da Güney Kutbu bütün gün karanlıktadır.
Dünya’nın dönme hızı giderek yavaşlamak’ ta, dolayısıyla günler biraz daha uzamaktadır. Ay’ın çekim kuvvetinin okyanus ve denizlerde yarattığı gelgit hareketi Dünya’nın dönüşünü yavaşlatan bir fren etkisi yapar. 370 milyon yıl önceki Devoniyen Dönem’in ortalarından kalma mercan fosillerinde bir yılda oluşan günlük büyüme halkalarının 365 yerine 400 tane olduğu görülmüştür. Bu da o dönemde bir günün 22 saat olduğunu gösterir.
Dünya’nın Güneş çevresinde dolanırken çizdiği yörünge tam dairesel değil elips biçiminde, yani ovaldir. Bu nedenle, yörüngedeki dolanımı sırasında Dünya’nın Güneş’e olan uzaklığı biraz değişir. Güneş’ten en uzak noktadayken aralarında 152 milyon km, en yakın noktadayken 147 milyon km vardır. Dünya’nın Güneş çevresindeki yörüngede dolanım hızı ise saniyede 30 kilometreden biraz azdır.
Dünya, zayıf bir magnetik alanla kuşatılmış dev. bir mıknatıs gibidir. Kuvvet çizgileri kuzey ve güney magnetik kutuplarında birleşen bu magnetik alanın, Dünya’nın merkezindeki demirden çekirdeğin dönmesiyle doğan elektrik akımlarından kaynaklandığı sanılmaktadır. Dünya’nın magnetik kutuplan zamanla yer değiştirir; ama Dünya’nın dönme eksenini belirleyen coğrafi kutuplardan hiçbir zaman fazla uzaklaşmaz. Ne var ki kıtaların Dünya üzerindeki yeri başlangıçtan bu yana çok değiştiği için, bugün Kanada’nın kuzey ucunda bulunan kuzey magnetik kutbu jeolojik çağlar boyunca değişik kıtalar üzerinde yer almıştır. Aynı şey güney magnetik kutbu için de geçerlidir. 450 milyon yıl önce bu kutup noktası bugünkü Sahra Çölü’nün bulunduğu yerdeydi. Ayrıca zaman zaman magnetik kutupların konumu değişmediği halde işareti değişmiş, kuzeyken güney, güneyken kuzey magnetik kutbu olmuştur; başka bir deyişle, mıknatıslanmış pusula iğnesinin öbür kutbunu çekmeye başlamıştır.
Bilgisayarlar ve Bilişim Sistemleri
Posted by admin on October 9th, 2008
Bilgisayar, saykal olarak kodlanmış bilginin işlenmesini sağlayacak biçimde programlanabilen bir elektronik makinedir.
Makineye girilen bilgi (veriler, metinler, grafikler, görüntüler, sayısal biçimde ifade edilen sesler), ikili sistemde 0 ve 1 sayılarının oluşturduğu diziler halinde gösterilir (kodlanır). Bilgisayar bu bilgiyi hesaplama birimlerinde işler, belleklerinde depolar, makinenin içindeki birimlere iletişim iletkenleriyle ulaştırır; iletişim hatları ve» ağlarıyla tekrar dışarıya iletir.
Programlanabilme olgusu bilgisayara belli ölçüde evrensellik kazandırır. Program ve yapılım belirli bir problemi çözmeyi sağlayacak işlemler dizisini komutlar sırası halinde bilgisayara sağlar. Bilgisayarın üstünlüğü, komutları çok süratli, saniyede milyonlara ulaşacak şekilde işlemesidir; ne var ki, bilgisayarın doğrudan işleyebileceği komutlar temel işlemleri içerir. Bu olgu karmaşık problemleri ifade etmeyi sağlayan yazılımın önemini ve bu problemleri bilişim diliyle yazma gereğini vurgular; çünkü bilişim dili, bilgisayarın doğrudan işleyebildiği komutlardan oluşan makine dilinden daha bireşimsel, daha okunaklı ve daha gelişmiştir. Bilgisayar donanımı bir programı otomatik olarak art arda sıralayabilir. Programın çevirisi, yapılacak işlemler arasındaki dizilim gibi kullanıcının bir işinin çeşitli evrelerinin otomatik olarak sıralanışı ve genel olarak bilgisayar işletmesinin yönetimi, işletme sistemi denen bir yazılıma emanet edilir.
Anahtar kelimeler
Arızaları tolere eden aygıt. Tekrarlama yeteneği ve yeniden biçimlendirme imkânına sahip ve bu olanakları, aygıtın bileşenlerinden birinin arızalanması durumunda bile sürekli hizmet verme özelliği taşıyan bilgisayar.
Mainframe. Farklı türlerde birçok uygulamayı aynı anda yapabilecek şekilde gerçekleştirilmiş büyük bilgisayar.
Mikrobilgisayar. Başlangıçta, tek bir mikroişlemciyle gerçekleştirilen bilgisayar. Bugün, kişisel bilgisayar.
Minibugisayar. Başlangıçta, uygulamaları gerçek zaman ölçeğinde gerçekleştirmek ve süreçleri izlemek üzere tasarlanmış, daha sonra bu özellikleri genelleştirilmiş orta boy bilgisayar.
Minisüper. Süper bilgisayarların ilk basamağım oluşturan bilgisayar.
Bölüm bilgisayarı. Bir kuruluşun bir bölümüyle ilgili uygulamaları bîr araya getiren ve bireşim verilerini merkez bilgisayara aktaran bilgisayar.
Çalışma istasyonu. Bilgisayar ağlarına bağlanabilen ve genellikle grafik kapasitesi yüksek, güçlü kişisel bilgisayar sistemi.
Multimedya bilgisayarı. Grafiklerin, görüntülerin vb görsel-işitsel-metinsel bilgi, bazlarını stoklayan ve yöneten bilgisayar.
Süper hesaplayıcı. Bilimsel hesaplamaları gerçekleştirmek amacıyla gerçekleştirilmiş çok güçlü bilgisayar.
Süpermini. Mini bilgisayarların simülasyona ve gerçek zamanlı büyük sistemlere yönelik en üst düzeydeki örneği.
Atom Saati
Posted by admin on October 9th, 2008
Hassas mekanik saatler pahalı ve taşınması zor olduğundan, dönemin ihtiyaçlarına cevap veremez duruma gelmiştir. Böylece, frekansı yapıldığı malzemelere ve çalışma koşullarına bağımlı olan bir osilatör bulmak zorunluluğu doğmuştur. Fizikçiler, atomların enerji düzeyleri arasındaki geçişlerinden yararlanılabileceğini düşünmüşlerdir; periyodu yalnız seçilen atoma bağlı ve dış koşullardan tümüyle bağımsız olan bu geçişler, sonsuz tekrarlanabiliyor ve birbirinin özdeşi oluyordu. Zaman ölçümünde yararlanabilmek için bazı koşullara uyan bir enerji geçişinin bulunması gerekir; bu koşullar, geçişin manyetik alandan etkilenmemesi, ölçümü yapılabilecek bir frekans aralığında olması ve böyle bir geçişi sağlayan yeterince yaygın bir atomun bulunmasıydı. Böylece uluslararası zaman ölçüsü olarak sezyum elementinin 133 numaralı izotopu üzerinde karar kılındı. 1967′den beri saniye, sezyum-133 atomunun taban durumunun iki aşın ince düzeyi arasındaki geçişe tekabül eden ışımanın 9 192 631 770 periyodunun süresi olarak tanımlamıştır. Başka atom veya molekül geçişlerini kullanan ikincil ölçüler de vardır.
Bir atom saati temelde bir kuvarslı saattir, ama kuvars bir başka regülatörle yönlendirilir. Bu regülatörün « sarkacı» ise sezyumun 133 numaralı izotopu veya bir başka atomdur.
Elektronlar atom çekirdeği çevresindeki belirli enerji düzeylerine dağılmış durumdadır. Bunların düzey değiştirebilmesi için, geçiş yapağı iki enerji düzeyi arasındaki farka eşit bir enerji kazanması veya kaybetmesi gerekir. Bu kazanç veya kayba, elektromanyetik ışınımın (görünür ışık, X ışınlan, radyo dalgası, vb) en küçük enerji paketi (kuvantumu) olan bir foton soğutulması veya salınması tekabül eder.
Atom saatinde elektromanyetik ışınım olarak, fotonun frekansı kesin olarak belirlenmiş radyo dalgasından yararlanılır. Sezyum atomunun iki aşın ince düzeyi arasında geçiş yapan elektron, bu arada, enerjisi bu iki düzey arasındaki farka eşit olan bir foton soğurur veya salar.
Atom saatinin foton üreteci bir kuvars regülatör tarafından yönlendirilen radyo dalgalan bireşimleyicisidir. Bireşimleyici sezyum metalinin vakumda buharlaştırılması yoluyla elde edilen sezyum-133 buharı ü-zerine etkir. Radyo ışınımı fotonlarının frekansı, sezyum elektronlarının soğurduğu frekansa olabildiğince yakındır. Bir foton soğurulduktan sonra sezyum atomu bir üst aşın ince düzeye geçer. Atomun manyetik özellikleri soğurma olayının etkisiyle değişikliğe uğrar ve atom bir manyetik alanın içinden geçtiğinde diğer atomlardan farklı bir yöne sapar. Dolayısıyla manyetik alan, her iki enerji düzeyi üzerinde yer alan atomlar arasında bir ayıklama yapar. Bir algılayıcı yalnız bir türden atomları yakalar. Bir düzenleyici, radyo vericisinin frekansını a-yarlar; böylece yakalanan atomların akımı en üst düzeye çıkar. O anda osilatör, atomların birleşmesiyle güçlü bir şekilde ve çok büyük kesinlikle titreşmeye başlar. Sanayi ölçeğinde üretilen bir sezyumlu saat, saniyeyi 100 milyarda bir düzeyindeki bir hata payıyla saptar. Uluslararası zaman ölçüsü olarak kullanılan sezyumlu saatlerin hassasiyeti 100 kat daha fazladır. (300 bin yılda bir saniye).
Kuvarslı Saatler ve Çalışma Prensipleri
Posted by admin on October 9th, 2008
Kuvarslı saatte regülatörün işini küçük bir kuvars parçası görür: kuvarsın piezo-elektrik etkiyle dışarı verdiği alternatif elektrik akımı çok kararlıdır; bu akım dönüştürüldükten sonra çarkların ve ibrelerin hareket ettirilmesinde veya bir sayısal göstergenin etkinleştirilmesi amacıyla kullanılır.
Yirmi yıl içinde sağlanan teknik ilerlemeler ve yapım maliyetlerinin düşürülmesi, kuvarslı saatlerin mekanik saatlerin yerini almasını sağlamış ve zaman ölçüm aletlerini yaygın ve büyük bir tüketim ürünü haline getirmiştir.
Küçük bir kuvars parçası bir mekanik osilatör gibi çalışır ve bir diyapazon gibi titreşir. Titreşiminin frekansı, kuvars parçasının biçimine ve boyutuna bağlıdır. En yaygın kullanılan frekans, 21S=32 768 Hz’dir. Kuvars parçası çoğunlukla diyapazonu anımsatan bir biçimde kesilir. Her iki yüzeyi metalle kaplandıktan sonra parçayı elektriksel, mekanik ve kimyasal etkilerden koruyan metalden bir silindirin içine yerleştirilir.
Kuvars kristalinin titreşim yapabilmesi için, bir elektronik devre tararından üretilen salınındı bir elektrik alanının etkisi altında kalması gerekir. Kuvarsın mekanik titreşimi, yüzeyleri arasında aynı frekansta bir elektrik sinyalinin oluşmasına yol açar (piezoelektrik etki), bu da elektronik osilatörü kuvarsın frekansında titreşim yapar hale getirir. Böylece osilatör kuvarsın salınımı için gerekli olan enerjiyi beslerken, kuvars da osilatörün frekansını istenen değerde kararlı kılar. Bu frekans daha sonra ölçülebilecek bir düzeye indirilir (veya gerekirse büyütülür); bu frekans düzeyi, mesela ibreli kol saatlerinin çoğunda 1 Hz’dir. Bütün elektronik işlevler, mekanik saatteki eşapmanın görevini üstlenen bir silisyum yonga (dtip) içinde gerçekleşir.
Kuvarslı kol saatlerinde sıvı kristalli sayısal göstergeler yaygınlaşmıştır. Sayısal gösterge, çözelti içinde sıvı kristaller oluşturabilen ve bir elektrik alanı altında kaldığında bu sıvı kristalleri aynı hizada sıralanabilen bazı organik maddelerin optik özelliklerine dayanır. Sıvı kristallerin sıralanma düzeni elektrik alanındaki değişimlere bağlı olarak değişir. Elektrik alanındaki değişimler, sıvı kristallerin optik özelliklerini de değiştirir; önceden saydam olan bir ince katman böylece saydamlığım kaybeder ve açık renkli bir fon üzerinde koyu renkli olarak görünür. Elektrik alam kol saatinin elektronik devresinde üretilir. Bu işlemler için harcanan enerji çok azdır; öyle ki kuvarslı bir kol saati aynı pille yıllarca çalışabilir.
Mekanik Saatler ve Tarihi Gelişimi
Posted by admin on October 9th, 2008
mekanik saat
Mekanik saatçiliğin tarihi 700 yıl öncesine dayanır, oysa modern saatçilik ancak 300 yıllık bir geçmişe sahiptir. En küçük kol saatinden kule saatlerine kadar hepsinin mekanizması temelde aynıdır. Enerjinin akış yönünde şu öğeler yer alır:
- bir enerji kaynağı: asılı haldeki bir ağırlık veya sarılmış bir yay (zemberek) veya daha sonraları elektrik motoru;
- eşapman ve regülatör sistemi;
-çarklar: görevleri, eşapmandan çıkan hareketi belirli bir düzeyde öbür öğelere aktarmaktır; -ve gösterge: genellikle bir kadran ve üzerindeki ibrelerden oluşur; bazıları zille donatılmıştır.
Saatçiliğin tarihi eşapmanın tarihinden ayrılamaz. Eşapmanın görevi, salınan ağırlığın veya sarılmış yayın açılmasının sağladığı enerji akısını yönlendirmek ve serbest kalan bu enerjinin akış miktarım denetleyerek akışı düzenli kılmaktır. Eşapmanın çalışması periyodik olarak açılıp kapanan musluğa benzetilebilir: her açılışında hep aynı miktarda küçük bir enerjinin serbest kalmasını sağlar ve bu enerji çarkları etkiyerek ibreleri ilerletir. Bu ardışık açılma ve kapanma hareketlerinin düzeni, eşapman mekanizmasına bağlı bir regülatörle sağlanır. Eşapmanın bir başka görevi de, regülatörün hareketinin sürmesi için gerekli enerjiyi sağlamaktır.
Hollandalı fizikçi Christiaan Huygens XVII. yy’da sarkacın düzenli hareketinden bir regülatör olarak yararlanılabileceğini buldu. Daha sonra sarmal yaylı balanslar ortaya çıktı. Bir çubuk ucuna tutturulmuş ağırlıktan oluşan sarkaç bir eksen çevresinde salınır. Duvar saatlerinin yanı sıra, büyük astronomi saatlerinde de sarkaçtan yararlanılır; bu saatler XLX. yy’ın sonunda 10″6 düzeyinde, yani günde 1/1 000 saniyelik yüksek bir duyarlılığa ulaşmıştı. Sarmal balans ise, ekseni çevresinde bir yayı sıkıştırarak veya açarak dönen bir çarktır. Çarkın konumu ne olursa olsun hareket aynen tekrarlanır, dolayısıyla bu sistem kol saatlerinde ve denizci kronometrelerinde kullanılır.
Regülatör, her türlü saatin en önemli parçasıdır, çünkü aygıtın duyarlılığı ona bağlıdır. Saatin çalışma ritminin düzenlenmesi, zamanın ölçümü yapılacak eşit parçalara ayrılması işi hep regülatör tarafından gerçekleştirilir. Dış koşullar ne olursa olsun etkilenmemesi sağlanan (sıcaklık, yay gücü, çarkların direnci, vb) ritimdeki bu eşitlik, saatçiliğin en büyük başarılarından biri olmuştur.
