Charles Darwin Hayatı ve Buluşları
Posted by admin on November 8th, 2008
Canlıların bugünkü biçimlerine gelinceye kadar bir dizi değişiklik geçirdiğini saptayarak evrim kuramım en açık biçimde ilk kez ortaya koyan, İngiliz doğa bilgini Charles Robert Darwin olmuştur.
İngiltere ‘dek Shrewsbury’de doğan Darwin şair, doktor ve bilim adamı Erasmus Darwin’in torunuydu. Babası da oğlunun doktor ya da din adamı olmasını istiyordu. Ama derslerden çok doğayla ve sporla ilgilendiği için başarısız bir öğrenci olan genç Darwin önce tıp, sonra din öğrenimini yarım bırakarak babasını düş kırıklığına uğrattı.
Cambridge’de din öğrenimi gördüğü yıllarda botanik profesörü John Stevens Henslow ile yakın bir dostluk kuran Darwin artık yalnız doğa tarihiyle ilgileniyordu. Henslow’un desteğiyle, beş yıllık bir bilimsel araştırma gezisine çıkan Beagle adlı gemide doğa bilimci olarak görev aldı. Dünyanın hemen her yanındaki, özellikle Galâpagos Adalarındaki binlerce hayvan ve bitki türünü inceleme fırsatı bulduğu bu gezi Darwin’in yaşamında bir dönüm noktası oldu. Yolculuk boyunca yaptığı gözlem ve keşiflerle canlılar arasındaki akrabalık ilişkilerini kavramaya başlamış, birçok canlının aynı atadan geldiğine ve evrim geçirerek farklılaştığına inanmıştı.
1858′de, evrim konusunda kendisiyle aynı düşünceleri paylaşan Alfred Russel Wallace’ in gönderdiği notları da ekleyerek bu konudaki görüşlerini bir bildiriyle duyurdu. 1859′da da çalışmalarını derleyerek Türlerin Kökeni (The Origin of Species) adlı ünlü yapıtını yayımladı. Bu yapıtında, “doğal seçme” ya da “doğal ayıklanma” yoluyla canlıların nasıl evrim geçirdiğini açıklayarak kuramının temel ilkelerini tanıttı. Bu kurama göre bütün canlılar arasında sürekli bir yaşam savaşı vardır. Doğanın koşullarına daha iyi uyum sağlayacak biçimde değişiklik geçiren canlıların bu savaşı kazanarak ayakta kalma şansı daha fazladır. Besinini daha kolay sağlayan ve düşmanlarından korunma yollarını bulan canlılar bu özellikleri kendi döllerine de aktararak soylarım sürdürürken, aynı ortamdaki öbür canlılar doğal seçimle ayıklanarak yok olur.
Geniş yankılar uyandıran bu kuram yalnız İngiltere’de değil bütün dünyada, özellikle din ve bilim çevrelerinde büyük bir tepkiyle karşılandı. Tanrı’nın yeryüzünü ve bütün canlıları bugünkü biçimleriyle yarattığına inananlar, canlıların doğada kendiliğinden değişikliğe uğradığını öne sürmekle Darwin’in bu kutsal gerçeğe saldırdığını düşünüyorlardı. 1871′de yayımlanan İnsanın Türeyişi (The Descent of Man) daha da büyük tartışmalara yol açtı. Çünkü Darwin bu yapıtında insanın ve maymunların ortak bir atadan, büyük olasılıkla çok İlkel ve maymunsu bir canlıdan türemiş olabileceğini açıklıyordu.
Darwin, evrim konusundaki çalışmalarının yanı sıra, yaptığı yolculukları, mercan resiflerini, çiçeklerin böcekler aracılığıyla döllenmesini ve böcek yiyen bitkileri anlatan birçok makale yazdı. Beagle gemisiyle çıktığı yolculukta yakalandığı hastalığın giderek ağırlaşmasına ve aldığı sert eleştirilere karşın canlılar üzerindeki araştırmalarına hiç ara vermedi. Bugün Darwin’in evrim kuramı bütün bilim adamlarınca benimsenmiş, doğal seçme ilkesi ise kalıtım konusundaki yeni bilgilerin ışığında daha bilimsel temellere oturtulmuştur
Albert Einstein Hayatı ve Önemli Buluşları
Posted by admin on November 8th, 2008
ABD’li fizikçi Albert Einstein bütün insanlık tarihinin en büyük bilim adamlarından biridir. Çağdaş fiziğin temellerini atan çalışmaları! bugün bile evreni ve evrende gözlediğimiz bütün olayları nasıl yorumlamamız gerektiğine yol gösterir. Yahudi bir ailenin oğlu olan Einstein, bugün Almanya Federal Cumhuriyeti’nin sınırlan içinde bulunan Ulm’da doğdu ve Münih’te öğrenime başladı. Okul yıllarında matematiğe özel bir ilgi duyarak bu alandaki yeteneğiyle sivrildi. 15 yaşındayken ailesi İtalya’nın Milano kentine taşınınca Albert de İsviçre’ye geçerek Zürich Teknik Üniversitesi’ne girdi. 1900′de bu üniversitenin kuramsal fizik ve matematik bölümünü bitirdi. Bir süre öğretmenlik yaptıktan sonra Bern’deki patent bürosunda çalışmaya başladı. Bu görevden arta kalan zamanlarında fizik çalışmalarını sürdürdü ve 1905′te fiziğin gelişmesi açısından büyük önem taşıyan bir dizi inceleme yayımladı. Molekül boyutlarının hesaplanmasına ilişkin yeni bir yöntem önerdiği ilk incelemesiyle Zürich Teknik Üniversitesi’nden fizik doktoru unvanını aldı. İkinci çalışması, ilk kez İskoçyalı botanikçi Robert Brown’ın (1773-1858) çiçektozlarında gözlemlediği Brown hareketine ilişkindi. Brown’ın gözlemlerine göre. çiçektozları gibi çok küçük parçacıklar durağan bir sıvının içinde bile hiç durmaksızın rasgele hareket ediyorlardı. Daha önceleri bu olayın, rasgele hareket eden sıvı moleküllerinin küçük parçacıklara çarpmasından ileri geldiği düşünülmüştü. Einstein bu incelemesinde Brown hareketini tümüyle matematiksel olarak açıkladı.
Einstein’ın üçüncü makalesi de gene yıllar önce gözlemlenmiş çok ilginç ve şaşırtıcı bir olaya açıklık getiriyordu. Üzerine ışık gönderilen bazı maddelerin elektron yaydığı, ama ışığın şiddeti arttığında yayılan elektronların enerjisinde (hızında) değil, yalnızca sayısında artış olduğu biliniyordu. Einstein, fotoelektrik etki adıyla bilinen bu olayın açıklamasını yaparken ışığın liem dalgalar halinde, hem de enerji yüklü küçük parçacıklar biçiminde yayıldığını öne sürdü. Bu parçacıklar, yani bugünkü adıyla fotonlar maddeye çarptığında atomlardan elektronları koparıyor, ama serbest kalan elektronlar maddeden kurtulmaya çalışırken atomların çekim kuvvetiyle enerji kaybediyordu. Einstein özellikle bu çalışmasıyla 1921 Nobel Fizik Ödülüne değer görüldü.
Einstein’ın aynı yıl yayımlanan dördüncü incelemesi bütün öbür çalışmaları arasında kuşkusuz en önemlisidir. Bu makalesinde açıkladığı “özel görelilik kuramı”nı 1916′da daha da genelleştirerek “genel görelilik kuramı”na ulaşmıştır. Görelilik kuramı, ışık hızına yakın hızlarda hareket eden bir cismi durağan ya da aynı hızla hareket etmeyen bir gözlemcinin nasıl algılayacağına ilişkindir. Einstein’ in kuramına göre, cismin kütlesi, uzunluğu, hatta olay süresince zamanın akış hızı cismin hızına bağlı olarak değişir. Bunlar, insana inanılmaz gibi gelen devrimci düşüncelerdi ve benimsenmesi oldukça uzun bir zaman aldı.
Einstein’ın görelilik kuramlarıyla varılan en önemli sonuçlardan biri de kütle ile enerjinin eşdeğerliliğidir. Demek ki, kütle bir enerji biçimi olduğuna göre, kütleçekimini de bir kuvvet olarak değil, uzayda kütlenin varlığından kaynaklanan bir enerji bandı olarak düşünmek gerekir. Bu nedenle, uzaydaki büyük kütleli gökcisimlerinin yakınından geçen ışık ışınlarının doğrultusunda bir sapma olur, bu da uzayın “eğrilmesine” yol açar. Einstein, enerji ile kütle arasındaki eşdeğerliliği ünlü E=mc bağıntısıyla gösterdi. Bu anlatıma göre enerji (E), ışık hızının (c) karesi ile kütlenin (m) çarpımına eşittir. Işık hızının karesi çok yüksek bir sayı olduğundan, çok küçük bir kütle çok büyük bir enerjiye eşit olur. Einstein’ın özel ve genel görelilik kuramlarına ilişkin makaleleri 1976′da dilimize çevrilerek İzafiyet Teorisi adıyla tek bir kitapta toplanmıştır.
Dünyaca ünlü bir bilim adamı olan Einstein, 1914′te Berlin’de yeni kurulan bir araştırma enstitüsünde fizik bölümünün yöneticiliğine getirildi. I. Dünya Savaşı boyunca Almanya’da yaşadı ve kararlı bir barışsever olarak savaş karşıtı eylemleri destekledi. 1918′de de barışı büyük bir sevinçle karşıladı. Ama 1933′te Nazi Partisi’nin iktidara gelmesi ve Yahudiler’e karşı yürüttükleri eylemler yüzünden artık Almanya’da yaşaması olanaksızdı. Amerika’ya yerleşerek yaşamının sonuna kadar uğraşacağı “birleşik alan kuramı” üstünde çalışmaya başladı. Ne var ki, kuvvetlere ilişkin bütün fizik kuramlarını tek bir kuramda birleştirmeyi amaçlayan bu çalışmasını sonuçlandıramadı.
Einstein bütün yaşamı boyunca dünya sorunlarıyla çok yakından ilgilendi. Gerçek bir barışsever olmasına karşın, Hitler Almanya’ sında atom bombası yapmak üzere çalışmalara başlanıldığını öğrenince, Almanya ve Japonya’nın böyle bir bombayı kullanmalarını engeller düşüncesiyle atom bombasının ilk kez ABD’de yapılmasına ön ayak oldu. Ama II. Dünya Savaşı’nda bu bombaların Japonya’ daki Hiroşima ve Nagasaki kentlerine atılmasından sonra, atom silahlarının denetlenmesini ve dünya barışının kurulmasını içtenlikle destekledi. Alçakgönüllü ve sevecen bir insan olan Einstein aynı zamanda bir müziksever ve yetenekli bir kemancıydı.
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.
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.
