BiR-DOST
Admin
13.01.2008
Genel Kurmay Başkanı
525.784
Genel Kurmay Başkanı
525.784
Hakkında
-
Konu: Asitler ve BazlarASİTLER
Suda çözündüğünde H+ iyonları veren hidrojenli kimyasal türe ASİT denir. Asitler , en eski çağlardan bu yana tanınan maddelerdir. Sözgelimi , alkol mayalanmasının yanı sıra , asetik mayalanma , yani mikroorganizmaların etkisiyle alkolün sirkeye dönüşmesi daha o dönemlerde biliniyordu. Sirke , bir başka deyişle asetik asit , XIII. yy'a kadar bilinen tek asitti. Günümüzde kimya sanayisinin büyük bir bölümü , az sayıda asidin ( sözgelimi sülfürik, nitrik, asetik ve hidroklorik asitler ) üretimine ya da kullanımına dayanır. Antoine Laurent Lavoisier ( 1743-1794 )
bazı maddelerdeki asit niteliğinin , oksijen ( asit doğrudan anlamına gelir ) kapsamalarından kaynaklandığını düşünüyordu. Ama Sir Humphrey Davy ( 1778-1829 ) hidroklorik asitte oksijen bulunmadığını kanıtlayıp , asit özelliğinin hidrojenin davranışından kaynaklanabileceğini ileri sürdü. 1887'de Svante Arrhenius , asitlerin , bazların ve tuzların sudaki çözeltilerinin elektriksel davranışlarını açıklamak için bir iyon ayrışması kuramı geliştirdi. Elektrolit adını verdiği maddeleri şöyle tanımladı : Erimiş ya da suda çözünmüş bu maddeler , elektriği iletir ve elektrik onları ayrıştırır. Asitler H+ iyonları veren elektrolitlerdir ; bazlarsa tersine , OH- hidroksil iyonlarını oluşturur. Bu , bütün asitlerin , topluca asit işlevini oluşturan bir özellikler kümesi taşıdığını ortaya koyar.
H+ iyonu , elektronumu yitirmiş ( e- ) bir hidrojen atomudur. Artı yüklü bu iyonu , anyonlar , özellikle de eksi yüklü hidroksil iyonları çeker. Karşıt yüklü bu iki iyon karşılaştıklarında , çok kararlı bir su molekülü oluşur ( 555 milyon su molekülünden yalnızca biri ayrışır ). Ayrıca su molekülünün oluşumu sırasında , bir litre suyun sıcaklığını 10oC'tan 23,6oC'ta yükseltecek ölçüde ısı açığa çıkar. Bir litre suda bir mol ( 6,02 * 1023 molekül ) hidroklorik asit çözündürülürse , elde edilen çözeltinin 55 su molü içinde bir mol H+ iyonu ve bir mol CI- iyonu yer alır. Bu , güçlü ya da bütünüyle çözünen bir asittir. Ama bir mol asetik asit , ancak bir molün binde 4,2'si kadar H+ iyonu sağlar ; dolayısıyla bu , zayıf ya da bütünüyle çözünmeyen bir asittir. Söz konusu olaylar , bir çözeltide açığa çıkan H+ iyonu sayısının yalın ve kolay bir biçimde dile getirilmesini gerektirir ; bu nedenle pH'yi ( ya da hidrojen potansiyeli ) tanımlama yoluna gidilir.
Bir litre çözeltide bulunan H+ iyonunun mol sayısı 10-a 'yla gösterilirse , a'nın değeri pH'yi verir. Dolayısıyla , litre başına 10-2 mol hidroklorik asit içeren bir çözeltinin pH'si 2'ye eşittir. Gerçekte , H+ iyonu H3O+ ya da H+ (H2O) n hidronyum iyonu biçiminde , bir ya da birçok çözücüye ( yani su molekülüne ) bağlıdır. Bu nedenle renkli ayrıçlar ( gösterge ) katıldığında , asitler H+ iyonlarını onlara verir ve ayraçların yapısında , renginde değişime yol açarlar. Bilinen ilk renkli ayraçlar , helyantin çözeltisi ve turnusoldur. Demir , çinko ve alüminyum gibi bazı metaller , elektronlarını kolayca bırakır. Bir asit eşliğinde , söz konusu elektronlar iyonlarla birleşerek Hidrojen açığa çıkar ve metal , artı yüklü iyon biçiminde çözünür. Bakır , gümüş ve altın gibi metallerse , elektronlarını bırakmadıkları için çözelti halindeki asitlerden etkilenmezler. Gerçi nitrik asidin bakırı etkilediği gözlenir ; ama bu etki , yükseltgen kümesinden [NO3] kaynaklanır ve azot oksit buharları açığa çıkar. Asitler , kireçtaşlarıyla , yani kalsiyum karbonatla tepkimeye girerler : H+ iyonları , Ca2 ve CO32 iyonlarından oluşan billursu yapıyı parçalar ve karbondioksit gazını [CO2] açığa çıkaran bir çözelti oluşur.
-
Bohr Yörüngelerinin YarıçapıBohr'un bu modeli H atomu, He+, Li+2, Be+3 iyonları gibi tek elektronl sistemlerin spektrumlarını kolyca açıklayabilmektedir. Bu tip türlerin atomik yarıçaplarının ne kadar olduğunu hesaplamaya çalışalım.
Elektron atom çekirdeği etrafında hareket ederken Coulomb çekme kuvveti ve merkezkaç kuvveti etkisi altındadır. Elektron sürekli aynı yörüngeyi izlediğine göre bu iki kuvvet birbirine eşit olmalıdır.
Bohr Teorisinin Eksik TaraflarıBohr modeli rutherforad atom modeline göre oldukça üstün tarafları olsa da bu kuramında eksik yönleri söz konusudur.
Elektronun, maddesel nokta şeklinde düşünüldüğünden, yörünce üzerinde enerji yayımlamadan dönüşleri, yörüngeden yörüngeye atlayışı ve açığa çıkan enerjinin ışıma halinde alınıp verilmesi açıklanması kolay olmayan bir durumdur.
Bohr atom modeli yalnızca tek elektronlu sistemlerin spektrumlarını açıklayabilir. Ve çok elektronlu sistemlerin spektrumlarıı açıklamakta yetersiz kalır. Çok elektronlu atomların spektrumlarında enerji düzeylerinin herbirinin iki ya da daha fazla düzeye ayrıldığı görülmektedir.
Yine hidrojen gazı, bir elektrik alanı veya magnetik alanda soğurma spektrumları incelenirse, enerji düzeylerinin çok elektronlu sistemlerde olduğu gibi iki ya da daha fazla enerji düzeyine ayrıldığı görülür.
alıntı
-
Atom Modelleri - Thomson Atom Modeli - Bohr Atom Modeli - Rutherford Atom ModeliThomson Atom Modeli
J. J. Stoney'ın elektronu keşfinden sonra, J.J.Thomson 1897 yılında katot ışınlarının magnetik ve elektrik alanlarında sapmalarını gözleyerek elektronlar için yük/kütle (e/m) oranını saptamayı başarmıştır. Bu amaçla Thomson aşağıdaki şekilde görülen katot ışınları tübüne benzer bir tüp kullanmıştır.
Cihazın Çalışması : Başlangıçta herhangi bir elektriksel ve magnetik alan yokken delikten geçen ışın A noktasına düşer. Işığın doğrultusuna dik bir magnetik alan uyulanırsa ışın yolundan sapar ve A noktasından r kadar uzaklaşır. Ve B noktasında bir ışıldama meydana gelir. Magnetik sapmayı sağlayan kuvvet; magnetik alan şiddetine, elektronun yüküne ve hızına bağlıdır.
F = HeV (1) H : Magnetik alan şiddeti
e : elektronun yükü
v : elektronun hızı
elektronun dairesel hareketi için etkiyen kuvvet ise
F = mv2/r (2) m : elektronun kütlesi
v : elektronun hızı
olduğundan 2 kuvvet birbirine eşitlenirse ve e/m oranı
e/m = v/Hr (3)
olarak belirlenebilir. Denel olarak r ve H büyüklüğü ölçülebilir. Fakat elektronun hızı ölçülemez. Elektronun hızı belirleyebilmek için Thomson magnetik alanın saptırmasını tam olarak karşılayabilcek elektrik alanı uygulayarak B noktasına düşen demeti A noktasına geri kaydırmıştır. Bu elektrik ve magnetik kuvvetlerin eşit olması anlamına gelir.
Hev = eE (4) E : elektrik alan
Buradan v = E/H yazılabilir. Bu sonuç 3 nolu eşitlikle birleştirilirse
e/m = E/H2r (5)
yazılabilir. e/m oranı bu şekilde -1.7588'1011 C/Kg olarak belirlenmiştir.
J.J. Thomson döneminde atomların kütleleri ve yarıçapları yaklaşık olarak biliniyordu. Thomson bu çalışmaları ile atom içersinde negatif yüklü ve atomdan çok daha küçük parçacıkların bulunduğunu göstermiştir. Ve kendi adı ile anılan atom modelini önermiştir. Bazen bu modelden bahsedilirken üzümlü kek modeli de denilmektedir. Modele göre; Madde, küre şeklindeki atomlardan oluşmuştur. Atomda negatif yüklü elektronlar vardır. Ve elektronların kütlesi atomun kütlesinden çok küçüktür. Elektriksel nötralliği sağlamak için atomun geri kalan kısmı pozitif yüklü olmalıdır. Pozitif yük kütlenin çok büyük bir kısımını oluşturduğuna göre atom, artı yüklü kütlenin homojen olarak dağıldığı bir küredir. Elektronlar bu küre içinde elektriksel nötralleşmeyi sağlayacak şekilde serpilmişlerdir.
RUTHERFORD ATOM MODELİ
Ernest Rutherford, fotoğraf plakası ile çevrilmiş yarım mikron kalınlığındaki bir altın plakayı alfa tanecikleri ile doğrusal olarak bombaladığında, alfa taneciklerinin çoğunun yön değiştirmeksizin altın plakasının arkasında kalan fotoğraf plakasına ulaştığını gözlemledi. Bununla beraber bazı alfa taneciklerinin ise büyük açılarla sapmaya uğradıklarını gözlemledi (Animasyon 1). Rutherford tarafından kullanılan altın plakanın kalınlığı yaklaşık olarak 2000 atomdan oluşuyordu ve alfa taneciklerinin çoğu arkadaki fotoğraf plağına ulaştığından altın atomları büyük boşluklardan oluşmalıydı. Kimi alf ataneciklerinin sapmaları çok fazla olmasının nedeni atomun bir yerinde pozitif yüklü alfa taneciklerini saptırabilecek güçte büyük kütleli bir bölge bulunmalıydı (Şekil 2). Rutherford bu deneylerden sonra çekirdekli atom kuramını 1911 yılında açıkladı.
Rutherford yaptığı deneylere göre bu pozitif yüklü çekirdeğin atomun çapına göre onbin kat daha küçük olduğunu öne sürdü. Bugünkü bilgiler göre çekirdek çapı yaklaşık olarak 10-13 cm kadardır. Rutherford atomu bir güneş sistemine benzeterek atom çekirdeğini güneşe, elektronları da gezegenlere benzetmiştir. Çünkü deney sonuçlarında anlaşıldığına göre elektronlar atom çekirdeği etrafında bulunuyorlarsa, çekirdeğe düşmemek için çekirdek etrafında dönmek zorundaydılar ve onları çekirdeğe çeken coulomb çekim kuvvetine denk bir merkezkaç kuvveti ile hareket etmeleri gerekiyordu. Böylece elektronlar gezegenler gibi yörüngelerinde bulunacaklardı (Animasyon 2).
Rutherford Atom Modelinin Eksik Tarafları
Rutherford atom modeli ilk bakışta iyi görülse de modelin ayrıntıları üzerinde durulmaya başlanırsa bazı eksik noktaların bulunduğu görülür. Rutherford atom çekideğinin protonlardan oluştuğunu öne sürdü fakat tek pozitif yüke sahip hidrojen çekirdeğinin neden iki pozitif yükse sahip helyumdan dört kat daha ağır olduğunu anlamak zordu. Gerçi Rutherford atom çekirdeği içinde protondan başka türler olabileceğini düşündü ama 1932 yılında Chadwich nötronu keşfedinceye kadar bu konu karanlık kaldı.
Fakat Rutherford atom modelinin eksik tarafı dediğimizde bu anlaşılmaz. Bu atom modelinde asıl anlaşılmaz olan başka şeyler sözkonusuydu.
Eğer elektronlar coulomb çekim kuvvetlerini karşılayacak büyüklükte sabit bir açısal hızla çekirdek etrafında dönmesi sabit bir ivmesinin olması gerektirir. İvmenin varlığı ise, kuvvetin, momentumun, ve kinetik enerjinin varlığı demektir. Bu nedenle elektromagetik enerji taşıyan elektronlar, atmosferde enerji kaybeden yapma bir uydunun dünyaya düşmesi gibi çekirdeğe çakılmalıdır. Enerjisini, ışıma yolu ile kaybederek elektronun bir spiral bir yörünge üzerinden çekirdeğe düşme süresi yaklaşık olarak 10-11 saniye kadar olacaktır. Bu süre atomu bizim boyutlarımız içinde kararlı yapamayacak kadar kısadır. Bu nedenle model elektromagnetik ışıma hakkındaki bilgilerimizle çelişki oluşturmaktadır.
Atomlar tarafından ışığın yayılması rutherford atom modeline uyar fakat aynı zaman da bu modeli bozar. Çünkü biz atomların yaydığı ışığı görmeden çok önce, atomlar çekidek boyutuna kadar büzülmüş olmalıdır. Bu nedenle normal bir atomda elektronlar çekirdeğin üzerine düşmüş ve saplanmış olmaları gerekir. Fakat bu düşünce alfa tanceciklerinin saçılması olayına tam ters düştüğü gibi, gazlardaki çarpışmalardan ve katı ve sıvılardaki atom istiflenmelerinden hareketle elde edilen atomik büyüklüklerde de uyuşmayacaktır.
Rutherford atom modelinin diğer bir hatası da spektrum analizi ile çelişkiye düşmesidir. Atom tarafından yayılan ışığın frekansı elektronun çekidek çevresinde bir saniyedeki dönüş sayısına bağımlı olacaktır. Daha küçük yörüngelerde dönen elektronların dönme peryodu daha küçük dolayısıyla yaydıkları ışığın frekansı da daha büyük yörüngelerdeki hareket eden elektronların yaydıkları ışık frekansına göre daha büyük olacaktır. Bir elektron ışıma yaptıkça enerji kaybedeceğinden yörünge çapı da gittikçe küçülmelidir. Böylece yaydığı ışığın frekansı gittikçe artmalıdır. Bir ışık kaynağında birden çok fazla sayıda atom vardır ve bu atomlardan bazıları ışık yayma işleminin bir basamağında iken, diğerleri başka basamaklarda bulunabilir. Böylece pratik olarak bütün dalga boylarında ışık yayması beklenir. Örneğin bir elektrik boşalması ile ışıklı hale getirilmiş hidrojen gazının sürekli bir ışık spektrumu vermesi beklenir. Halbuki beklenenin tersine, hidrojen ışığının spektrumu analiz edildiğinde belirli sayıda keskin çizgiler yani farklı farklı dalga boyları gözlenir
Bu spektrumlar atomların parmak izleri gibidir. Uzak yıldız ya da galaksilerdeki atomlar ve miktarı bu tür spektrumlar kullanılarak saptanmaktadır ve bu uygulamlardan yalnızca biridir.
Rutherford atom modelinin başka bir hatası da atomu güneş sistemine benzetmesiydi. Bunun nedenini daha iyi anlayabilmek için hidrojen atomunu düşünelim.Hidrojenin elektronunun döndüğü yörüngenin çapını r, açısal hızını , elektronun kütlesini m, elektron ve çekirdeğin yükleri e ve -e kadar olacağından, merkezkaç kuvveti için ve Coulomb çekim kuvveti için yazılabilir. Denge hali için
olacaktır ki denklemden de görüldüğü gibi herhangi bir r değeri için elektronun açısal hızı bulunabilecektir. Böylece birbirinden çok farklı atomik çaplara sahip hidrojen atmları bekleyebiliriz. Bu sonuç hidrojen atomlarının ne fiziksel nede kimysal davranışlarında gözlenmez ve tüm hidrojen atomları büyküklükleri açısından birbirlerine benzerler. Bütün bu farklılıklar Rutherford atom modelinin eksik taraflarıdır.
BOHR ATOM MODELİ
Niels Hendrik Bohr, Rutherford atom modeli ile Planck'ın kuantum teorisini kullanarak 1913 yılında yeni bir atom modeli öne sürdü. Bu yeni model Rutherford modelinin açıklayamadığı noktalara ışık tutuyordu. Bohr'un atom teorisi 3 temel varsayıma dayanır.
1. Bir atomda bulunan her elektron çekirdekten ancak belirli uzaklıklardaki yörüngelerde bulunabilir. Her yörünge belirli bir enerjiye karşı gelir ve elektron yörüngelerden birinde hareket ederken enerji kaybederek çekirdeğe doğru yaklaşmaz.
2. Yüksek enerji düzeyinde bir elektron düşük enerji düzeyine inerse enerji düzeyleri arasındaki enerji farkına eşit enerji yayınlanır.
3. Elektronlar çekirdek çevresinde dairesel yörüngeler izlerler ve elektronların açısal momentumları ancak belirli değerler alabilirler. Bu değerler planck sabitine bağımlıdır.
Bu yaklaşımlarla Bohr spektrumlardaki çizgileri ve Rutherford atom teorisinin açıklayamadığı diğer noktaları açıklamayı başardı
-
metroloji nedir - metroloji çalışma alanları - metrolojinin görevleriMetroloji
Kelime olarak metreden türemiş olup, anlamı ölçme bilimidir.
Metrolojinin görevi;
bütün ölçmeler sisteminin temeli olan birimlerin (SI ve türevleri) tanımlanarak bilim ve teknolojinin kullanımına sunmak ve yapılan bütün ölçümlerin güvenilirliğini ve doğruluğunu sağlamaktır.
Türkiye'de bu amaçla faaliyet gösteren kuruluşlar;
- Bilim alanında, UME (Ulusal Metroloji Enstitüsü)
- Endüstri alanında, TÜRKAK (Türk Akreditasyon Kurumu)
-Yasal olarak ise, ÖSGM (Sanayi ve Ticaret Bakanlığı Ölçüler ve Standartlar Genel Müdürlüğü)
Bakanlık Merkez Laboratuvarı, Üniversiteler ve askeri laboratuvarlardır
Doğruluk--Keskinlik
İstatiksel hesaplamalarda devamlı karışagelen iki kavram vardır. Bu iki kelime artık o kadar iç içe girmiştir ki, birisini duyduğumuzda 'bir de şu kelime vardı' deyip diğer kavramı hatıra getiririz ama bilemeyiz hangisinin hangisi olduğunu. Bellekte eşleştirilmeyi bekleyen iki kavram ve iki tanım vardır ve bu ikisi ancak sınavlardan beş dakika önce çalışılarak gerçek tanımlarını bulurlar. Sınavdan sonra tekrar eski belirsizlik. Ben şimdi bunları anlatırken heralde sizin de aklınıza bu ikisini ayırmak için kullanılan atış tahtası örneği gelmiştir. Bu iki kavramdan bahsedip bu örneği göstermemek ona haksızlık olurdu heralde.
Tekrar o eski kavramlara geri dönersek;
Ölçüm doğruluğu, ölçüm sonucu ile ölçülen büyüklüğün gerçek değeri arasındaki yakınlık derecesidir. Nitel bir kavram olduğundan sayısal olarak ifade edilmemelidir.
Kesinlik, sistemin tekrarlanabilirliğinin bir ölçüsüdür.
İki kavram arasındaki en önemli fark, doğruluğun referans noktasının teorik değer, kesinliğin referans noktasının ise ortalama değer olmasıdır. Atış tahtası örneğini de verirsek artık analitik sınavının son beş dakikasında rahat bir nefes alabiliriz demektir.
Linklerin Görülmesine İzin Verilmiyor
Linki Görebilmek İçin Üye Ol veya Giriş Yap
Ölçüm Kimyası
Analitik Kimya esas olarak "Analysis" yani Analiz yapmak için vardır.
Kimyacılar için ölçüm olanakları artınca Analitik Kimya da uygulama alanı bulmuştur.
Analitik Kimya belkide Enstrümental (Instrumental) Kimya nedeniyle hala ayaktadır denilebilir. Bunun nedeni ise her geçen gün yeni analiz tekniği ve aletinin icadıdır.
Nanokimya ile olan ilişkisi (nanometre seviyesinde analiz yapabilme özlemi) ise Analitik Kimyayı yarınlara taşıması için yeterli olacaktır.
Nicel ve Nitel Analiz
Nicel (quantitative)(kantitatif) analiz, bir karisim icerisindeki maddelerin miktarlarini ölcmek icin yapilan analizdir.
Nitel (qualitative)(kalitatif) analiz ise karisimda neler oldugunu anlamak icin yapilan analizdir.
Genelde bu iki kavram, benzer kelimelerle ifade edildigi icin kolaylikla karistirilabilir. Nitel analizde, maddelerin niteligi yani ne kadar icerdigi bakilirken, nicel analizde, maddelerin niceligi yani ne olduklari incelenir gibi bir mantik yürütmek sanirim bu karisikligi engeller.
Nicel analiz yöntemleri olarak; gravimetri, volumetri, spektroskopik yöntemler (atomik sogurma, florometri, UV-VIS vs. ), kromatografik yöntemler, refraktometri ve ismini simdi sayamayacagim bircoklari söylenebilir.
Nitel analiz yöntemleri olarak da, katyon ve anyon analizleri, TLC (hos aslinda nicel analiz olarak sayilir ama nicelden cok nitel amacli kullanilir), kütle spektroskopisi gösterilebilir.
Bir de bu iki analiz türünün birlikte kullanildigi yöntemler vardir ki en krali bunlardir. GC-MS (Gaz kromatografisi üstüne kütle spektroskopisi) karisimi önce ayirip neyden ne kadar oldugunu bulup sonradan da bu ayrilanlarin ne oldugunu anlamamiz icin kütle spektroskopisine bakar ki oldukca kullanisli bir analiz yoludur.
alıntı
-
Konu: Enstrümental Kimya-XRDX-Ray Diffraction (XRD) spektroskopisi olarak bilinen X-Işını Difraksiyon spektroskopisi isminden anlaşılacağı üzre X-ışını denilen Ultraviyole ışından daha kuvvetli fakat Gamma ışınından daha zayıf enerjili ışın kullanılarak yapılan analizi temel alır.
X-Ray Diffractometer denilen aletler ile yapılan bu karakterizasyonda örnek türüne göre değişik uygulamalar görülmektedir. Ayrıca dedektör ve ışın doğası da önemli etkenlerdir.
Çalışma prensibi olarak örneğe X-Işını göndererek kırılma ve dağılma verileri toplaması söylenebilir. Benzetme yapmak gerekirse üniversite hazırlık sınavlarındaki klasikleşmiş fizik sorularından kırılma indisi-açı soruları uygun olacaktır. Kristal yapısına göre ışını farklı açılarda ve şiddette kıran örnekler çok hassas biçimde analizlenebilmektedir.
Linklerin Görülmesine İzin Verilmiyor
Linki Görebilmek İçin Üye Ol veya Giriş Yap
Resimde ışını üreten sol üst başlık ile dedektör (sağ üst) birbirine V şeklinde bir açıyla bağlanmıştır. bu açı değişebilmekte olup orta hazne örnek yüklemesi için kullanılmaktadır.
Fourier Transform devriminden sonra XRD makineleri de bayağı profesyonellişmiş önceleri her açıyı ayrı ayrı analizleyip toplu değer sunan makineler şimdi geniş açıları çok dar zamanda ve uygun çıktı ile verebilmektedir.
XRD'yi çok kullanışlı yapan şey kristal yapılarında parmakizi hassaslığında veri toplayabilmesi ve güvenilir olmasında yatmaktadır
alıntı
-
Konu: Merceklermercek nedir - merceklerin yapısı - mercek çeşitleriMercek, ortak bir eksene sahip iki kırıcı yüzey vasıtasıyla sınırlanmış, cam, kuvars veya ışık
kırıcı herhangi bir maddeden saydam maddelerden yapılan optik alettir. Mercekler içinden geçen ışınların yönünü değiştiren camlardır. Mercek içinden geçen ışınlar birbirine yaklaştığında cismin görüntüsü büyür ( Büyüteç ), ışınlar birbirinde uzaklaştığında ise cismin görüntüsü küçülür.
Merceklerin iki yüzü küresel ( dışbükey - convex veya içbükey - concav ) veya bir yüzü küresel diğer yüzü düz olanları vardır.
Cismin görüntüsünden yansıyan ışınlar mercekten geçtiğinde bir odak noktasına itilir. Bu teori kullanılarak görüntü üzerinde gözlemler yapmak amacıyla teleskop, dürbün, mikroskop gibi araçlar, kaydetmek amacıyla lensler ve objektifler, görme hatalarını gidermek için gözlüklerde mercekler kullanılmaktadır.
Optik bilimi ışık ışınlarının bir ortamdan başka bir ortama geçerken kırılması olgusuna dayanır. Çinliler daha İ.S. X. Yüzyılda, bükey yüzeyli cam parçalarının yani merceklerin ışığı nasıl kırdığını biliyorlardı. Avrupa'da XIII. Ve XIV. Yüzyıllarda merceklerin özellikleri görme bozukluklarını düzeltme amacıyla kullanılmaya başlandı ve gözlükler ortaya çıktı. Daha sonraları makyaj yapmada ve saç taramada yardımcı bir araç olarak kullanılmak için parlak metalden aynalar yapıldı. Ama çok küçük şeyleri büyütmeyi ve uzaktaki nesneleri daha belirgin bir görüş odağına getirmeyi sağlayan daha güçlü optik aletlerin yapımı, ancak XVII. yüzyılda gerçekleştirilebildi. Bu dönemin önemli gelişmeleri arasında yüzyılın başlarında ortaya çıkan teleskop ile 1650'ye doğru icat edilen mikroskop sayılabilir.
Merceklerin en güzel örneği, gözümüzün yapısında bulunan göz billurudur. Göz billuru ince kenarlı bir mercektir. Gözlük camlarının tamamı da birer mercek teşkil eder. Mercekler tek başlarına kullanıldıkları gibi birkaç mercek bir arada bir optik aleti de meydana getirebilir. Büyüteç, göz billuru ve gözlük camları tek başlarına kullanılan merceklere misaldir. Dürbünler, mikroskop, teleskop, sinema makinaları, fotoğraf makinaları, mercek sistemlerinin meydana getirdiği optik düzenlerdir.
Mercekler, incelenen cismin arzu edilen elverişli görüntüsünü verirler. Bu görüntü, istenilen duruma bağlı olarak cisimden daha büyük veya küçük, gerçek veya zahiri (görünen) olabilir.
ince kenarlı merceklerOrtası, kenarlarına nazaran kalın olan mercektir. Merceğe herhangi bir şekilde gelen ışını kırarak optik eksene yaklaştırdığı için bu merceklere yakınsak mercek adı verilir. Asal eksene paralel olarak gelen ışınları kırarak bir noktada toplarlar. Bu nokta merceğin odak noktasıdır. Aynı uzaklıkta ve ters tarafta ikinci bir odak noktası daha bulunur.
Bulunduğu ortama göre kırılma indisi n olan saydam maddeden yapılmış ve küresel yüzeylerinin eğrilik yarıçapları R1 ve R1 olan bir merceğin odak uzaklığı f ile gösterilirse:
bağıntısı mevcuttur.
Yarı çaplar, konveks (tümsek = dış bükey) yüzeyler için pozitif, konkav (çukur = içbükey) yüzeyler için negatif alınır. Şayet herhangi bir yüzey düzlemse yarıçapı sonsuz alınır. Odak uzaklığı, ince kenarlı merceklerde pozitif, kalın kenarlarda ise negatif olarak hesaplara dahil edilir. Cisim ve görüntüden gerçek olanların uzaklığı pozitif, zahiri (görünen) olanlarınki negatif alınır. İnce kenarlı merceklerde odak noktasından uzakta bulunan cisimlerin görüntüleri daima, gerçek ve terstir. Odak ile mercek arasındaki cisimlerin görüntüleri ise daima düz, zahiri ve cisimden büyüktür.
kalın kenarlı merceklerMeydana getirdiği görüntü daima düz, zahiri ve cisimden küçüktür.
Bir merceğin odak uzaklığının metre cinsinden tersine o merceğin yakınsaması veya gücü denir. Bu güç, kırıcılık gücüdür. Merceğin odak uzaklığı ne kadar küçükse gücü veya yakınsaması o kadar büyük olur.
alıntı
-
Konu: Elektron Dizilimielektron nedir - elektron dizilimi hakkında bilgi - elementlerin elektron dizilimleriUyarılmamış bir atomdaki elektronların konumlarını gösterir. Kimyabilimciler, temel fizik bilgilerine dayanarak, atomların elektron dizilimlerine göre nasıl davranabilecekleri konusunda fikir yürütebilirler.
Elektron dizilimi, bir atomun kararlılık, kaynama noktası ve iletkenlik gibi özellikleri hakkında bilgi verir.
Atomların son enerji düzeylerine (en dış yörüngelerine) "valans düzeyi", burada yer alan elektronlara da "valans elektronları" adı verilir.
Kimyasal tepkimelerde birinci derecede önem taşıyan elektronlar, valans elektronlarıdır.
Bir elementin periyodik tablodaki yerine bakarak, o elementin elektron dizilimi de anlaşılabilir.
Aynı grupta (dikey sırada) yer alan elementlerin elektron dizilimleri büyük benzerlik gösterir ve bu nedenle de kimyasal tepkimelerde benzer şekilde davranırlar.
alıntı
-
Bu "döndürme imkânının matematiksel ifadesi oldukça ilginçtir. Belirli bir durumda ne olup bittiğini anlatırken veya bir şeyin nerede olduğunu belirtmek için sayılar kullanırız. Bunlar, bir noktanın koordinatları olarak adlandırılır. Meselâ, önümdeki uzaklığa x diyelim, y de solumdaki uzaklık olsun. O zaman bir cismin yerini, önden ne kadar, soldan ne kadar uzaklıkta olduğunu söyleyerek belirtebilirim. Döndürme konusunda matematiksel yaklaşım şöyledir. Bahsettiğimiz yöntemle x ve y koordinatlarını vererek bu noktanın konumunu saptarsak, başka yönden bakan bir başkası da aynı şekilde fakat kendi konumuna göre aynı noktanın konumunu x' ve y' olarak tanımlayacaktır. O hâlde bizim x' koordinatımızın öteki kişi tarafından hesaplanan iki koordinatın bir karışımı olduğunu anlayabilirsiniz. Dönümün bağlantısı; x için x' ve y', y için y' ve x' karışımı bir ifade olacaktır. Kanunlar o şekilde yazılmalıdır ki, böyle bir karışım yapıp denklemlerde yerine koyduğumuzda denklemlerin şekli değişmesin. İşte simetrinin matematiksel ifade yolu budur. Denklemleri bazı harflerle yazarsanız; harfleri x ve y yerine farklı bir x olan x' ve farklı bir y olan y' ile değiştirme yöntemi, yani x ve y cinsinden formüller vardır. O zaman denklemlerin görünümü aynıdır, yalnızca harflerin üzerinde (') işareti vardır. Bu, öbür kişinin o şeyi benim gördüğüm şekilde, yalnızca öbür tarafa çevrilmiş olarak gördüğü mânâsına gelir.
Şimdi de fizik kanunlarının simetrik olmadığı misallere göz atalım:
Simetrik olmayan ilk fizik kanunumuz, "Ölçek Değişimi"dir. Arada sırada gazetelerde veya dergilerde maharetli birisinin kibrit çöpleriyle bir katedral yaptığını -birkaç katlı gotik bir katedral- okumuşsunuzdur. Neden kalın kütüklerden buna benzer büyük ve aynı şekilde süslü ve ayrıntılı katedraller yapmaya kalkışmıyoruz? Cevabı şu: Öyle bir şey yaparsak o denli yüksek ve ağır olur ki, çöker. İşte burada daha önceden bahsedilen önemli bir nokta var: İki şeyi kıyaslarken sistemdeki her şeyi değiştirmemiz gerekir. Kibrit çöpleri ile yapılan küçük katedral yer'e doğru çekilmektedir. Kütüklerden oluşan büyük katedral de daha büyük bir dünyaya doğru çekilmelidir. Yazık! Daha büyük bir dünya daha fazla çeker ve çöpler kırılır.
Ölçek değiştirildiği zaman fizik kanunlarının değişmez olmadığını ilk keşfeden Galileo olmuştur. Galileo, kemik ve çubukların dayanıklılığını tartışırken daha büyük bir hayvan için -iki katı eninde, boyunda ve kalınlığında diyelim- daha büyük bir kemik gerektiğini söyledi. Ağırlığın sekiz kat olacağını ve sekiz kat daha dayanıklı bir kemiğe gerek olduğunu ileri sürdü. Çünkü bir kemiğin taşıyabileceği yük, onun kesitine bağlıdır; kemiği iki kat büyütürseniz kesit alanı dört kat artar ve ancak dört kat fazla bir ağırlık çeker. Ancak bazı fizik hâdiselerinde ölçek değiştirildiği zaman matematik modelde değişme olmamaktadır. Bu tip fiziksel hâdiseler için, 'ölçekleme simetrisini kabul ediyor' denmektedir.
Simetrik olmayan fakat bir hayli ilginç olan bir fizik kanunu da "yansıma" problemidir. Diyelim ki bir saat yaptınız. Biraz ötede de birincisiyle aynı görüntüde olan başka bir saat yapınız (tıpkı sağ ve sol eldiven gibi). Birisinde bir yönde dönen yelkovan, diğerinde ters yönde dönüyor. İkisini de aynı anda kurup bırakırsanız acaba hep birbirleriyle uyumlu çalışırlar mı? Bu konudaki cevaplarınız müspet yönde olacaktır. Eğer saatler yerçekimiyle çalışsaydı, aynı uyumda çalışmaya devam ederlerdi. Elektrik veya manyetik alanla çalışsalar yine aynı olurdu. Saatlerin çalışması için nükleer bir reaksiyon gerekseydi yine bir değişiklik olmazdı. Fakat değişiklik yapan bir şey vardır; bunu şöyle açıklayabiliriz:
Polarize bir ışığı sudan geçirerek, sudaki şeker yoğunluğu saptanabilmektedir. Suya, ışığı ancak belirli bir eksende geçiren bir parça polaroid koyarsanız, ışığın giderek derinleşen şekerli sudan geçmesini sağlamak için, öbür uçtaki polaroid maddeyi giderek daha fazla sağa çevirmemiz gerekir. Sudan geçen ışığı öbür yöne çevirirsek dönme yine sağa doğru olacaktır. Saatlerde şekerli su ve ışık kullanabiliriz. Bir su tankımız olduğunu ve ondan ışık geçirdiğimizi farzedelim. İkinci polaroid parçasını da ışığın ancak geçmesini sağlayacak kadar döndürdüğümüzü düşünelim. Sonra ikinci saatimiz için ışığın sola doğru dönmesi umuduyla, birinciye tekabül eden düzeni kuralım. Ama ışık sola dönmeyecek, yine sağa dönecek ve sudan geçmeyecektir. Demek ki şekerli su kullanarak iki saati farklı yapabiliyoruz.
Fizik kanunlarının sağda ve solda hep aynı olup olmadıkları sorusunu daha iyi tecrübe etmek için meseleyi şu şekilde ele alabiliriz:
Mars'ta yaşayan birisiyle telefon bağlantısı kurduğunuzu ve ona dünyadaki nesneleri izah etmek istediğinizi farzedelim. İlk olarak kelimeleri anlatmak için işe sayı kavramından başlayabilirsiniz: 'Tik=bir, tik tik=iki, tik tik tik=üç,...vs.' Böylece Marslı kısa sürede sayı kavramını anlayacaktır. Sonra sırasıyla atomların ağırlıklarını ve orantılı ağırlıkları temsil eden bütün sayı dizilerini söylersiniz; "Hidrojen:1,008, (ardından) Döteryum, Helyum, vs" diye devam edersiniz. Marslı bu sayılara bir süre baktıktan sonra, matematiksel oranların elementlerin ağırlıklarının oranlarıyla aynı olduğunu fark ederek, bu isimlerin elementlerin isimleri olduğunu anlayacaktır.
Bu yöntemle onunla ortak bir dil oluşturabilirsiniz, fakat size "sizlerin nasıl göründüğünüzü merak ediyoruz" dediğini varsayalım. Siz "yaklaşık altı ayak boyundayız" dediğinizde size "bir ayak ne büyüklüktedir?" diye sorar. Siz de "çok kolay; altı ayak, on yedi milyar hidrojen atomu kadar uzundur" dersiniz. Evet, bu bir şaka değil. Marslı ile aranızda müşterek bir ölçek olmadığına göre kendinizi ona bu şekilde anlatabilirsiniz. Marslı bize "içiniz neye benziyor?" diye sorduğunda ona kalbi anlatır ve "şimdi kalbi hafifçe sol tarafa koy" deriz. Ama maalesef Marslı solun ne taraf olduğunu bilmiyor. Bunu da şu misalle açıklayabiliriz: Çekirdekteki yükün bir arttığı ve elektronun açığa çıktığı bir çok radyoaktif hâdise vardır. Meselâ, beta bozunması (desintegration). Burada ilginç olan şudur; elektronlar çıkarken kendi çevrelerinde dönerler. Bu dönmeyi ölçerseniz yönünün sol tarafa doğru (arkadan bakıldığında) olduğunu görürsünüz. Bunu da Marslıya "Dinle; radyoaktif bir madde, bir nötron al ve beta bozunması sonucu ortaya çıkan elektrona bak. Eğer elektron çıkarken yukarıya doğru gidiyorsa, onun dönme yönünü sapta. Bu elektron sırtından giriyor olsaydı dönme yönü sola doğru olurdu. Bu, solu tanımlar. Kalp de oradadır" şeklinde açıklayabiliriz. Solu ve sağı bu şekilde ayırdetme imkânı vardır.
Simetriler konusunda akla gelen başka bir soru da "her parçacık için antiparçacık vardır; elektron için bu pozitrondur, proton için de antiproton. Acaba madde için bir antimadde var mıdır?" sorusudur. Bu, ilke olarak uygundur. Çünkü antimaddedeki her atom, maddede olan atomların antiparçacıklarından oluşur. Meselâ Hidrojen atomu bir elektron ve bir protondan oluşmaktadır. Elektrik yükü negatif olan bir antiproton ile elektrik yükü pozitif olan bir pozitronu birleştirirsek antihidrojen atomu oluşur. Böyle bir şey gerçekte yapılmış değil, ancak ilke olarak her madde için antimadde yapılabileceği düşünülür. Peki antimadde, madde gibi mi davranır? Bildiğimiz kadarıyla evet. Çünkü simetri kanunların biri de antimadde ile yaptığımız bir şeyin madde ile yapılan aynı şeyle aynı yolda davranacağı şeklindedir. Ancak bunlar bir araya gelirlerse kıvılcımlar çıkararak birbirlerini yok ederler.
Bu hâdiseyle Marslı arasında bir bağlantı kurabiliriz. Eğer Marslı antimaddeden yapılmışsa onun elektronları pozitron olacağından ve ters yönde döneceklerinden Marslı, kalbi sağ tarafa koyacaktır. Şimdi de Marslı ile yüz yüze görüşme imkânımız olduğunu farzedelim. Ona doğru yürüyüp sağ elinizi uzattığınızda, o da sağ elini uzatırsa her şey yolunda. Ama eğer sol elini uzatırsa dikkat edin, birbirinizi yok edeceksiniz!!!
Sağ ile solu ayırdedebilmeyi beta bozunmasıyla gerçekleştirebiliyoruz. Bu da doğada sağ ile solun % 99,99 olasılıkla birbirinden ayırdedilemeyeceği demek oluyor. Ancak bu, aynı zamanda tamamen farklı tepetaklak, küçücük bir şeyin, küçücük bir olgunun varolduğu anlamına geliyor.
İşte bu, henüz hiç kimsenin en ufak bir fikir yürütemediği akıl ermez bir sırdır...
alıntı
-
fizik kanunları - öteleme nedir - simetri örnekleriSimetri, insan zihni için âdeta büyüleyicidir. Tabiattaki simetrik nesnelere, Güneş ve gezegenler gibi neredeyse kusursuz simetrik kürelere, kar tanecikleri gibi simetrik kristallere -ki hiçbir kar tanesi birbirinin aynısı değildir-, hemen hemen simetrik olan çiçeklere bakmaktan hepimiz zevk alırız. Ancak, burada ele alınacak olan mevzu, tabiattaki nesnelerin simetrisi değil, tabiat kanunlarının simetrisidir.
Bir cismin simetrik olup olmadığı kolayca anlaşılabilir; ama bir fizik kanunu nasıl simetrik olabilir? Fizikçiler, nesnelerdeki simetrinin uyandırdığı hisse benzer bir şeyi fizik kanunları için de hissederek ona, "Fizik Kanunlarında Simetri" ya da "Kanunların Simetrisi" adını vermişlerdir. Öyleyse simetri nedir? Meselâ kare hususî bir simetriye sahiptir. Onu 90 derece döndürürsek -sağ ya da sol fark etmez- yine aynı görünür.
Alman matematikçi Hermann Weyl simetri için çok güzel bir tanım vermiştir: "Eğer bir nesne üzerinde bir şey yaptıktan sonra da nesne ilk hâlinde görünüyorsa, eğer nesnede bunu yapmaya imkân veren bir şey varsa, o nesneye simetrik denir." İşte fizik kanunları da bu anlamda simetriktir.
Simetrinin en basit örneği, "uzayda öteleme"dir (translation). Bunu bir misal üzerinde açıklarsak:
Herhangi bir âlet veya bir deney yaparsanız ve sonra aynı âleti veya deneyi orada değil de burada, yalnızca bir yerden başka bir yere ötelenmiş olarak yaparsanız, ilk deneyde gerçekleşen sonuç, ötelenmiş deneyde de aynen elde edilir. Ama bu, gerçekte tam doğru değildir. Çünkü cihazı bulunduğunuz yerin 10 m soluna naklederseniz cihaz duvara çarpar ve işler zorlaşır. Demek ki, bir şeyi naklederken ona etki edecek her şeyi birlikte nakletmek gerekir. Meselâ sistemde bir sarkaç varsa ve onu 200.000 mil sağa doğru kaydırırsanız sistem doğru işlemez. Çünkü sistem, yerin çekim alanından uzaklaşmış olur. Sarkaç da yerin çekim alanıyla doğrudan ilgili olduğundan, sarkaç sistemi, ötelediğiniz yerde dünyadaki gibi çalışmaz, ancak sistemle beraber dünyayı da ötelerseniz işte o zaman sistemin davranışı etkilenmemiş olur. Demek ki uzayda ötelemede, fizik yasalarında simetrinin gerçekleşmesi için, sistemle beraber ona etki edecek her şeyi ötelememiz gerekiyor.
Demek oluyor ki, ilk simetrimiz uzayda ötelemedir. İkincisini de "zamanda öteleme" veya "zamanda ertelemenin fark etmemesi" olarak nitelendirebiliriz. Meselâ bir gezegeni Güneş'in etrafında belirli bir yönde harekete geçirelim. Aynı gezegeni; iki saat sonra veya iki yıl sonra ya da iki yüz yıl sonra, yani farklı bir anda aynı şartlarda yeniden harekete geçirirsek tamamen aynı şekilde hareket edecektir. Çünkü çekim yasası, hızdan bahseder ama ölçüme başladığımız mutlak an hakkında bir şey söylemez.
Aslında bu misalin tam olarak doğru olduğundan emin değiliz. Çünkü yerçekimi yasasının zamanla değişebilme ihtimali var. Bu ise, zaman ertelemesinin her zaman simetrik olmayacağı anlamına gelir. Çünkü milyarlarca yıl sonra çekim sabiti şimdikinden daha zayıf olacaksa, bizim deneysel Güneş ve gezegenimizin hareketlerinin milyarlarca yıl sonra aynı olacağı da doğru olamaz. Fakat bugün bilebildiğimiz kadarıyla zamanda bir erteleme hiçbir değişikliğe yol açmamaktadır ve simetriktir.
Bir başka simetri kanunu da "uzayda dönme", sabit dönmedir. Bir yerde kurulmuş bir donanım ile deneyler yaptıktan sonra yalnız eksenleri farklı yönde olan tam bir benzerini alırsak o da aynı şekilde çalışacaktır. Burada da yine alâkalı olan her şeyi döndürmemiz gerekir. Sözkonusu olan sarkaçlı bir duvar saati ise ve saati yatay olacak şekilde döndürürsek sarkaç, kabininin duvarına dayanacak ve saat işlemeyecektir. Ama Dünya'yı da o istikamette döndürürseniz -ki o zaten dönmektedir- saat işlemeye devam edecektir.
-
Konu: Foucault sarkacıFoucault Sarkacı, adını Fransız fizikçi Léon Foucault'dan alan, ilk defa deneysel olarak dünyanın kendi ekseni çevresinde döndüğünü kanıtlayan sarkaç düzeneğidir.
Bir sarkacın asılma noktası değiştiği halde salınımı değişmediğini gözleyen Foucault, yeterince büyük bir sarkaç harekete geçirildiğinde, bunun salınım düzeninin değişmeyeceğini, fakat yerin, yani dünyanın hareket edeceği kuramını geliştirmiştir. Eğer dünya dönüyorsa, dünya ile birlikte sarkacı izleyen gözlemciler de dönecekler, buna karşın sarkacın salınım düzlemi hareketsiz kalacaktı. Bu nedenle sarkacın salınım düzlemi gözlemcilere göre yavaşça hareket ediyor gibi görünecekti. Gerçekte ise, gözlemcilerin dolaysız bir yolla izlemiş oldukları olay, dünyanın kendi etrafında dönmesinin bir sonucuydu.
Düşünceleri ile toplumda büyük bir ilgi uyandıran Foucault'ya imparator III. Napolyon, deneyini Paris'teki büyük kubbeli Pantheon binasında yapmasına izin vermiştir. Foucault, kubbenin ortasına 67 metrelik çelik telle 28 kg ağırlığında bir demir top asmıştır. Topun alt tarafına sivri bir uç takılarak, yere serili ince kum tabakasında, bu ucun bıraktığı izlerden yararlanarak, sarkacın salınım düzlemindeki değişimin gözlemciler tarafından izlenebilmesi sağlanmıştır.
Bu tarihi deneyi izlemek için Pantheon'a büyük bir kalabalık toplanmıştır. Foucault'nun sarkacı hareket ettirmesinden bir saat önce, titreşim ve hava akımlarına engel olmak üzere, gözlemcilerin hareketsiz ve sessiz olmaları temin edilmiştir. Sessizce salınımına başlayan sarkacın salınım düzleminde, bir süre her hangi bir değişim gözlenmemiştir. Bu sessiz bekleyişin ardından gözlemciler, kumun üzerindeki izlerin yavaşça değiştiğini görmüşlerdir. Sarkacın salınım düzlemi gözle görünür biçimde dönmektedir. Bu topluluk, tarihte ilk kez dünyanın kendi ekseni etrafında döndüğüne tanık olmuştur. Foucault'nun 1851'de, bu deney sırasında Pantheon'a yerleştirdiği bu sarkaç hala aynı yerde asılı durmaktadır.
Kuzey Kutbu ya da Güney Kutbu'nda, bir sarkacın salınım düzlemi, altındaki dünya dönmeye devam ederken, yıldızlara göre değişmeden sabit kalacaktır. Tam turunu tamamlaması bir gün sürecektir.
Foucault sarkacına benzeyen bir düzenekle benzeri bir deney, Foucault'dan iki yüzyıl önce 1661'de Vincenzo Viviani tarafından gerçekleştirilmiştir.
Dünyadaki pek çok kurum, müze ve laboratuarlarda, Foucault sarkacına benzeyen sarkaçlar bulunmaktadır. Hatta Güney Kutbu'nda da bir Foucault sarkacı bulunur.
alıntı
-
Konu: FrekansFrekans bir olayın birim zaman (tipik olarak 1 saniye) içinde hangi sıklıkla, kaç defa tekrarlandığının ölçümüdür, matematiksel ifadeyle periyodun çarpmaya göre tersidir.
Ölçümü
Bir olayın frekansını ölçmek için o olayın belirli bir zaman aralığında kendini kaç kere tekrar ettiği sayılır sonra bu sayı zaman aralığına bölünerek frekans elde edilir.
SI birim sisteminde frekans, Hertz ile gösterilir. Bir Hertz, bir olayın saniyede bir tekrarlandığı anlamına gelir. Olayın iki Hertzlik bir frekansa sahip olması ise, olayın saniyede kendini iki kere yinelediğini ifade eder. Frekansı ölçmenin başka bir yolu ise olayın kendini tekrar etmesi arasında geçen süreyi tayin etmektir zira frekans bu sürenin çarpmaya göre tersi olduğundan dolaylı olarak elde edilebilir. İki yineleme arasında geçen süreye periyot denir ve fizikte genellikle T ile gösterilir.
f=1/T
Dalganın Frekansı
Bir dalganın frekansı, dalgaboyuyla ilişkilidir. Dalganın dalgaboyuyla frekansının çarpımı, o dalganın hızını belirler. Dolayısıyla dalgaboyu bilinen bir dalganın frekansı bu ilişki kullanılarak belirlenebilir.
f=v/»
Bu ifadede v hızı » (lambda) ise dalgaboyunu temsil eder. Özel bir durum olarak elektromanyetik bir dalga olan ışık boşlukta ışık hızıyla hareket ettiği için bu denklem
f=c/»
ifadesine dönüşür. Dalgalar bir ortamdan başka fiziksel yoğunluğa sahip bir ortama geçtiklerinde frekansları değişmez ancak hızları ve dolayısıyla dalgaboyları değişir. Doppler Etkisi dışında frekans hiç bir fiziksel olay dolayısıyla değişmez, diğer bir deyişle evrensel bir fiziksel değişmezdir.
Örnekler
Orkestrada bütünlüğü sağlamak için akort sesi olarak verilen la notası 440 Hz frekansına sahip bir titreşimdir.
İnsan kulağı 20-20.000 Hz aralığındaki titreşimlere tepki gösterir.
Şebekeden dağıtılan elektrik, saniyede 60 kere salınan alternatif gerilimdir. Elektrikli eşyaların üzerinde AC 220V 60Hz uyarısı cihazın, 60 Hz' lik 220 Volt genlikli alternatif gerilimle çalıştığı anlamına gelir.
alıntı
-
Konu: Işık Nasıl YayılırGüneş ve yıldızlar o kadar bildik cisimlerdir ki, onlarla aramızda çok büyük ve hemen hemen bomboş bir uzay bulunduğu pek seyrek aklımıza gelir. Bununla beraber, güneşin dünyadan 1,5 X 1011 m uzaklıkta bulunduğunu, en yakın yıldızın güneşten üçyüz bin defa daha uzakta olduğunu biliriz.
Anlaşılması bile güç gelen, son derece büyük uzaklıklarda sayısız yıldızlar görülmüştür. Bu uçsuz bucaksız evren hakkındaki bilgilerimizin hepsini ışık demetleri sayesinde öğrendik.
O halde, ışığın pek uzaklara gidebileceği ve boş uzaydan serbestçe geçebileceği düşüncesi doğru olmalıdır.
Güneşin düşürdüğü gölgeleri, güneşi bildiğimiz kadar yakından biliriz. Gölgeleri inceleyerek ışık hakkında neler öğrenebiliriz? Güneşli bir günde yürür ya da koşarken, gölgemiz bizimle aynı hızda hareket eder.
Bu basit gözlem bize ışığın koşabileceğimizden çok daha hızlı yayıldığını gösterir; Işık çok hızlı yayılmasıydı başımızın gölgesi, ışığın başımızdan yere ulaşması için geçen zaman içinde koşarak alacağımız yol kadar geri kalırdı.
alıntı
-
ışık hakkında - ışık nasıl madde haline geçer - ışığın renklere ayrışması
Enerji ile maddenin birbirlerine dönüşmesi E=mc2 eşitliğine göre olmaktadır. (E=enerji, m=kütle, c=ışık hızı). Einsteinın bulduğu bu formül bu yüzyılın başından beri bilinmektedir. Maddenin ışık enerjisi şekline geçişini çok iyi biliriz.
Yıldızların parlaması, termonükleer bombanın patlaması vb. Amerikalı fizikçilerden oluşan bir ekip dünyada ilk defa bu olayın tersini, yani ışığın vakum içinde maddeye dönüşmesini kanıtladı. Bu buluş Stanford Doğrusal Parçacık Hızlandırıcısında yapıldı.
Kuramsal fizikçi Breit ve Wheeler daha 1934de iki foton çarpışınca bir elektronla bir pozitron doğabileceğini ileri sürmüştü. Fakat, bu olayın gerçekleşebilmesi için bu iki fotonun enerjilerinin çok yüksek olması gerekir; örneğin sıradan lazer ışınlarının fotonları maddeye çevrilemez. Bu bakımdan çok ustaca bir deney hazırlanması gerekiyordu.
Çok yüksek enerjili (46,6 GeV) bir elektron demetiyle çok odaklaşmış bir lazer ışını çarpıştırıldı. Elektronlarla çarpıştıktan sonra bazı lazer fotonları gittikleri yönün tam tersinde gitmeye başladılar ve bu sırada son derece büyük bir enerji kazandılar. Bu yüksek enerjili fotonlar, başlangıçtaki lazer fotonlarıyla çarpıştıklarında bir elektron-pozitron çifti oluşturdular
Işığın Renklere Ayrılması:
Beyaz ışın demeti bir cam prizmadan geçerken en az kırmızı en çok da mor ışık sapmaya uğrar.Bu kırılma farklılığı prizmanın geometrik yapısından değil kırılma indisinden kaynaklanır. Beyaz ışık adıyla da bilinen güneş ışığı çözüldüğünde dalga boyu sırasına göre büyükten küçüğe doğru kırmızı, turuncu,sarı,yeşil, mavi ve mor renkler ortaya çıkar.Bu renklerden kırmızı, yeşil ve mavi birleştiğinde beyaz renk elde edilir.Bu renkler ana renklerdir.Sarı magenta ve cyan İkincil( ara ) renklerdir. Kırmızı + Yeşil= Sarı Kırmızı + Mavi = Magenta Mavi + Yeşil = Cyan Spekturum serisindeki diğer renkler bu renklerin karışımıyla elde edilir.Kırmızı ile yeşilin karışımı sarıyı, mavi ile kırmızının karışımı magentayı(çingene pembesi)ve mavi ile yeşilin karışımı ise cyanı( turkuaz)(siyanür rengi) oluşturur. Karışımları beyazı veren iki renge tamamlayıcı renkler denir.
Kırmızı +Cyan=Beyaz Yeşil+ Magenta=Beyaz Mavi+Bileşik sarı=Beyaz
cisimlerin RENKLİ GÖRÜNMESİ:
Cisimlerin Işığı Yansıtması ve Renkli Görünmesi:
Saydam olmayan bir cismin üzerine güneş ışığı(beyaz ışık) düşürülür ise:
A)Cisim renklerin tamamını yansıtıyorsa beyaz görünür.Beyaz cisim üzerine düşen tüm renkleri yansıtır.
B)Cisim renklerin tümünü soğuruyorsa yada hiç birini yansıtmıyorsa görünmez.Siyah cisimler üzerine düşen ışığın hiçbir rengini yansıtmadığı için siyah görünür.
C)Cisim renklerden hangisini yansıtıyorsa o renkte algılanır.Yansıtılan birden fazla renk varsa cisim o renklerin karışımında görünür.
Beyaz ışık altında kırmızı görünen bir cisim ,üzerine düşen beyaz ışığın kırmızı rengini yansıttığı için kırmızı görünür.Beyaz ışık yerine sarı, yeşil,mavi, veya mor ışık altında bakıldığında, siyah görünür.Kırmızı, yeşil ve maviden oluşan ana renkler, üzerine düşen beyaz ışığın yalnız kendi renklerini yansıtır.Örn:sarı bir cisim üzerine düşen beyaz ışığın sarısı ile birlikte kırmızı ve yeşilini de yansıtır ve cisim bu nedenle bu renklerin karışımında görülür.
Yansıma olayında renk bütünlüğü ton ile de ilgidir.Sarıya yakın bir yeşile sahip cisim üzerine düşen beyaz ışığın yeşil rengiyle birlikte biraz da sarı rengini yansıtır.Ancak baskın olan yeşil olduğu için yeşil görünür.
Kırmızı ışık altında kırmızı görünen bir cisim ya kırmızı renktedir yada beyazdır.Bu nedenle bu cisme örn mavi ışık altında bakılırsa cisim ya siyah algılanır(asıl olarak görülmez) yada mavi görünür.Cisim gerçekte kırmızı ise mavi ışık altında siyah,cisim gerçekte beyaz ise mavi ışık altında mavi görünecektir.
Sarı ışık altında sarı görünen bir cisim ya sarı renktedir yada beyaz Cisim beyaz renkte ise örn kırmızı ışık altında kırmızı görünürken cisim gerçekte sarı renkte ise yine kırmızı ışık altında bu kez kırmızı görünür.Bu sarı cisim örn yeşil ışık altında yeşil renkte görünür.sarı renk kırmızı ile yeşilin bileşimi idi ,bu bakımdan sarı cisim
Üzerine düşen kırmızı ve yeşil ışıkları yansıtır.
IŞIĞIN SAYDAM MADDELERDEN GEÇİŞİ Filtreden geçişler):
Renkli saydam maddeler,üzerine düşen ışık içinden kendi rengindekini baskın şiddetle ,komşuluğundakileri zayıf şiddetle geçirip öteki renkleri soğurulur
Beyaz ışık bileşik sarı, magenta, cyan süzgeçlerin oluşturduğu bir sistemde tamamen soğurur
Üzerine beyaz ışık gönderilen cyan ve sarı süzgeçler sisteminden Yeşil; sarı ve magenta süzgeçler sisteminden kırmızı;cyan ve magenta süzgeçler sisteminden mavi renk ışık geçer.
Cisim ışığın tamamını geçiriyorsa bu renklerin karışımında yani saydam görünür
alıntı
-
Konu: Kirchhoff KanunlarıGustav Robert Kirchhoff (1824 - 1887) bir Alman fizikçidir. Bizi ilgilendiren iki kanunu vardır.
Bunlar birinci kanun veya düğüm noktası kanunu ile ikinci kanun veya kapalı devre kanunudur.
Düğüm Noktası Kanunu
Bir düğüm noktasına gelen akımların toplamı ile bu düğüm noktasından giden akımların cebirsel toplamı eşittir. 1, 4, 5 nolu akımlar giden, 2 ve 3 nolu akımlar gelen olduğuna göre; İ 1 +İ 4 + İ 5 = İ 2 + İ 3 olur.
Gelen İ akımı giden İR1+İR2+İR3 akımları toplamına eşittir. Burada: R1 =10 ohm R2 = 20 Ohm ve R3 = 20 Ohm olsun, devre gerilimini de 50 V kabul edelim. Devreye gelen İ akımı 10 amper olur ve bu 10 amper lik akım, dirençler üzerinden şu şekilde geçer. İ = V / R olduğundan : İR1 = 5 A İR2 ve İR3 = 2.5 A dır. Böylece dirençler üzerinden giden akımların toplamı da 10 A olur ve gelen ile giden akımların toplamı aynı kalır.
Kapalı Devre Kanunu
Kapalı bir elektrik devresinde bulunan gerilim kaynakları toplamı ile bu devredeki dirençler üzerinde düşen gerilimlerin toplamları eşittir.
Devrede 20 ve 10 V'luk iki gerilim kaynağı mevcut olsun ve ters yönde bağlı olsunlar.Gerilim kaynaklarının toplamı 20 - 10 = 10 volt eder. R1 2 , R2 3 , R3 de 5 Ohm ise, her bir direncin uçlarında düşen gerilim nedir ?
Toplam direnç 10 Ohm olduğu için devreden 1 Amper akım geçer, her dirençten bu akım geçtiği için; V = İ x R den V1 = 1x2 volt V2 = 1x3 volt V3 = 1x5 volt Olur, böylece toplam voltaj düşümleri de 10 V'a eşit demektir.
alıntı
-
Konu: LeptonlarLeptonlar (Yunanca küçük veya hafif anlamındaki leptos sözcüğünden geliyor) zayıf etkileşimde bulunan parçacıklar grubudur. Tüm leptonların spini 1/2 değerine sahiptir. En hafif hadrondan daha hafif olan elektronlar, müonlar ve nötrinolar da bu grubun içinde yer alır. Hadronların büyüklüğü ve belli bir yapısı olmasına rağmen leptonlar herhangi bir yapısı olmayan (yani nokta gibi olan) gerçek temel parçacıklar olarak görünür.
Leptonların,hadronlarla benzeşmeyen yönlerinden birisi de bilinen lepton sayısının oldukça sınırlı olmasıdır. Şu anda bilim adamları,sadece şu 6 tane leptonun (herbirinin antiparçacığı da vardır) olduğuna inanmaktadırlar: elektron, muon, tau ve bu parçacıkların herbirine ait nötrinolar(Tauya ait nötrino laboratuvarda henüz gözlenememiştir). 1975 yılında keşfedilen (tau) leptonu protonun yaklaşık iki katı kütleye sahiptir.
Maddenin Son Yapıtaşları'nın yazarı ve 1999 Fizik Nobel ödülü sahibi Gerardt Hooft bize spin denen şeyi daha ayrıntılı anlatıyor:
Spin Denen Bir Şey
Kozmik Kod'un yazarı Heinz Pagels, Evreni, içindeki sözcüklerin atom olduğu dev bir kütüpaneye benzetir. Bu sözcükler, yani atomlar,
kuark, lepton ve gluon denen harflerden oluşur. Atomlar,kendi özel gramerleriyle yani kuantum yasalarıyla molekül denen tümceleri oluşturur. Bu yüz kadar sözcükle yaratılmış Evren kitabının harikalığına bakın.
Bir kere, leptonlardan elektron her eve lazım: Her atomun yapısında var ve çekirdeğin pozitif elektrik yükünü nötürleştiriyor. Elektrondan daha ağır olan muon ve tau; karmaşık parçacıkların bozunma, dönüşüm veya yok edilme süreçleri sırasında veya sonrasında ortaya çıkıyorlar. Elektrik yükleri ve görece büyük kütleleri sayesinde, kolayca gözlemlenebiliyor; fakat ortaya çıktıktan sonra büyük bir hızla veya kısa bir sürede, daha hafif leptonlara, sonuç olarak da elektrona dönüşüyorlar. Dolayısıyla, etrafımızdaki görünür maddenin yapısında hiç yer almıyorlar. Nötrinolar ise; renk veya elektrik yükü taşımadıklarından, öte yandan çok küçük kütlelere sahip bulunduklarından; diğer parçacıklarla ve dolayısıyla maddeyle, çok zayıf bir kütleçekimi dışında hemen hiç etkileşime girmiyorlar. Örneğin dünyamızın bir tarafından girip; atomlarının tek biriyle dahi etkileşmeksizin, yani hiçbir çarpışmaya girmeksizin, diğer tarafından çıkıp gidebiliyorlar. Bu özellikleri nedeniyledir ki; varlıkları doğrudan gözlenmek yerine, bozunmalar sırasında momentumun korunması gereğini yerine getiren bir varsayımdan hareketle keşfedilmiş. Halbuki evrenin erken aşamalarında, çok büyük miktarlarda üretilmiş olmaları gerekiyor. O halde; maddeyle hemen hiç etkileşime girmedikleri için, o zamandan beridir hala evrende dolaşıyor olmalılar ve etrafımızda bolca varlar. Hatta, küçücük kütlelerine rağmen çok büyük sayılarıyla; evrenin kütlesine büyük bir katkıda bulunuyor ve genişlemesini etkiliyor dahi olabilirler
alıntı
-
Konu: OrbitallerAtomda çeşitli tabakalar bulunduğu gibi,her tabakada da çeşitli alt enerji düzeyleri veya orbitaller bulunur. Enerji düzeyleri belli sayıda elektron içerir ve elektronların bu enerji düzeylerinde ne şekilde dizildiklerini ilgili kuantum sayıları belirli kurallar çerçevesinde tayin eder.Başlıca dört kuantum sayısı mevcuttur.
Baş kuantum sayısı (n) : Atomda bulunan ve belirli enerji değerlerine sahip olabilen çeşitli tabakaları göstermek için kullanılır.
Yan kuantum sayısı ( I ) : Atom etrafındaki her tabaka çeşitli alt enerji düzeylerini içerirler.Yan kuantum sayıs,herhangi bir tabakada bulunan bir elektronun,hangi enerji düzeyinde bulunduğunu gösterir.Sıfır ile (n-1) arasında değişen değerler albilir.
Magnetik kuantum sayısı(m): Ataomda her alt enerji düzeyi (veya orbital) bir veya daha fazla orbitalden oluşmuştur. Magnetik kuantum sayısı herhangi bir alt enerji düzeyindeki elektronun hangi orbitalde bulunduğunu açıklar.
lektron Dağılımı : Elektronlar çekirdeğin çevresindeki yörüngelerde bulunurlar. Elketronların bulunma ihtimalinin fazla olduğu yerlere orbital denir. Orbitaller s,p,d,f... gibi harflerle gösterilirler. Her hangi bir enerji düzeyindeki orbital sayısı n2 dir.(n=enerji seviyesi olup 1,2,3,4... gibi tam sayılardır).
Herhangi bir enerji seviyesinin alabileceği elektron sayısı ise 2n2 ile hesaplanır.
Örneğin, 3. Enerji seviyesinde 2.32=18 orbital vardır. Bu enerji seviyesinde 18 elektron bulunabilir.
ELEKTRONLARIN ORBİTALLERE YERLEŞİM SIRASI:
Şekilde görüldüğü gibi elektronlar 1s22s22p63s23p64s2 3d10 4p65s2...........sırasına göre orbitallere yerleşmektedir.
Hund Kuralı : Elektronlar orbitallere önce birer birer yerleşir. Boş orbital varken elektron çiftleşemez.
Pauli Kuralı : Elektronlar çekirdeğin çevresinde dönerken aynı zamanda kendi eksenleri etrafında da dönerler. Birisi saat ibresi yönünde dönerken diğeri onun tersi yönünde döner.(+1/2, -1/2)
Örnek : Atom numarası 17 olan X elementin elektron dağılımını yapınız ?
Çözüm :
1s22s22p63s23p5 şeklinde olur.
Orbitallerin baş tarafındaki sayılar temel enerji düzeyini (baş kuant sayısını) üstündeki sayılar ise elektron sayılarını göstermektedir.
17X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Örnek: 10Ne, 18Ar, 36Kr soygaz atomlarının elektron dizilişlerini yazınız ?
10Ne : 1s2 2s2 2p6
18Ar: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6
36Kr: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 4s2 3d10 4p6
Uyarılmış Hal : Bir elektronun bulunduğu orbitalden enerji verilerek bir üst enerjili orbitale geçmesiyle yazılan elektron dağılımına uyarılmış hal denir.
Kararlılık ve Değerlik Elektron Sayısı :
Soygazların son yörüngeleri tamamen dolu olup 8 elektron içerirler. Kararlı yapıda olan bu gazlar elektron alış-verişi yada elektron ortaklığı yapamazlar. Bu sebepten dolayı soygazlar kimyasal tepkime vermezler.
Değerlik Elektron Sayısı :
Bir elementin kendinden önceki soygazdan fazla bulundurduğu veya son enerji düzeyindeki elektron sayısıdır.
Örnek :
15X = : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
Son enerji düzeyinde 3+2=5 e- bulunduğundan değerlik elektron sayısı 5 dir.
Genelde değerlik elektron sayısı 1,2,3 olanlar METAL, 4,5,6,7 olanlar AMETAL 8 olanlarda SOYGAZ özelliği gösterirler.
Değerlilik:
Bir elementin kararlı yapıya(son yörünge ulaşabilmesi için alması yada vermesi gereken elektron sayısına değerlilik denir.
Örnek :
17X: : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Bu elementin değerlik elektron sayısı 5+2=7 dir. Ya 7 elektron vererek kendisinden önceki soygaza benzeyecek (+7) yada 1 elektron alarak (-1) son yörüngeyi 8 e tamamlayacaktır. Bir elementin alabileceği değerliklerin mutlak değerlikleri toplamı 8 dir. Metaller elektron almadıklarından negatif değerlik almazlar.
Örnek : 11Na, 15P, 18Ar elementlerinin değerliklerini ve metal mi, ametal mi olduğunu belirleyiniz.
Çözüm :
11Na : 2 8 1 değerlik elektron sayısı 1 olup metaldir. Değerliliği +1 dir.
15P : 2 8 5 değerlik elektron sayısı 5 olup ametaldir. Değerliliği +5 ile -3 arasındadır.
18Ar: 2 8 8 değerlik elektronu 8 olup soygazdır. Değerliliği yoktur.
İyon Kavramı :
Elektron alış-verişi yapmış atomlara iyon denir.
İyon ,katyonlar ,anyonlar:
NH4+, Ca+2, K+1, Al+3 CO3-2, Cl-, SO4-2
Katyon : Pozitif yüklü atom yada atom gruplarıdır.
alıntı
-
Bu temizlenme işlemleri şu şekillerde yapılmalıdır:
1. Suyun içindeki renk bulanıklık koku ve kötü tat veren asılı bulunan kolloidal ve çözünmüş haldeki organik ve inorganik zehirli radyoaktif maddeleri ve hastalık yapan mikropları yok etmek.
2. Demir ve mangan gibi metalleri gidermek.
3. Sertliği ve sıcaklığı normal hale getirmek.
4. Asitliği ve bazlığı nötrleştirmek aşındırıcı bilhassa kurşun çözündürücü ve birikinti meydana getirici özelliği yok etmek.
İçme suyunun temizlenmesinde uygulanan temel işemler
1. Havalandırma
2. Havuzlama
3. Kabasını alma
4. Basit çökeltim
5. Pıhtılaşmış yumaklı çökeltim
6. Suların kum süzgeçlerden geçirilmesi
Yavaş süzen kum süzgeçleri
Çabuk süzen süzgeçler
Küçük süzgeçler
1. Suların mikroplardan temizlenmesi
Bunlar
1. Kaynatma
2. Ultraviole ile dezenfeksiyon
3. Ozonla dezenfeksiyon
4. Klor dezenfeksiyonu
5. Kireç kaynağı ile dezenfeksiyon.
SULARIN SERTLİĞİ
Sularda çeşitli bileşikler çözünür bunlar mg/l olarak ölçülürkalsiyum karbonat kalsiyum oksit veya kalsiyum cinsinden ifade edilip toplanabilir. Bu çözülen bileşiklerden özellikle kalsiyum mağnezyum gibi iki oksidasyon değerli iyonlar sabunun köpürme kudretini azaltır sıcak su borularında ısıtıcılarda buhar kazanlarında ve suyun temperatürünü yükseltmek için kullanılan kaplarda taş bağlanmasına sebep olur. Bu iyonların sabunla köpürmeye karşı direnme özelliğine sertlik denir. Buna göre sabun sertliği ölçmek için bir ölçek olabilir.
2C17 H35 COONa + M++ = (C17H35COO)2 M + Na +
sabun sudaki sertlik çökelti
Denklemde görüldüğü üzere su sertliğini veren iyonları sabun bünyesine alıp çökeltdikten sonra köpürmeye başlar. Buna göresuda ne kadar iki değerli iyon fazla ise diğer bir ifade ile suyun sertliği ne kadar çok ise sabun sarfiyatı çok ve sıcak su borularında ve buhar kazanlarında taş bağlama olayı o kadar fazla olacaktır. Gerek sabun sarfiyatı gerekse suların temperatür değişimi ile taş bağlaması ekonomik ve ısıtma temizleme işlerini zorlaştırması bakımından su sertliği üzerinde durmaya değer.
SERTLİĞİN SEBEPLERİ
Sertliğe iki valanslı metalik katyonlar sebep olur. Bu iyonlar özellikle Ca Mg ve bir dereceye kadar Sr Fe ve Mn iyonlarıdır. Suda çözünen bileşiklerin katyonları ile onyonları dengede olacağı da göz önünde tutulursa katyonların toplam ekivalant adedianyonların toplam ekivalant adedine eşit olur.
Sertliğe sebep
Olan katyonlar
Ca . Mg . Sr . Fe .Mn
Anyonlar
HCO3- . SO4- . Cl - . NO3- . SLO3-
Suyun sertliğini veren katyon ve bunlarla dengede olan anyonlar.
Toprağa düşen yağmur suları tabii sularda bulunan çok miktardaki solitleri çözmeye kudreti kafi gelmez. Suyun bu çözücülük özelliği topraktaki bakterilerin etkisi ile hasıl olan karbondioksidin suya karışarak suda karbonik asit iyonlarını hasıl etmesinden ileri gelir.
CO2 + H2O ———- H2 CO3 ———-H+ + HCO3-
Bakteri etkisi Yağmur suyu
ile hasıl olur
Genel olarak sert sular üst toprağın yoğun olduğu ve kalker bulunan yerlerden çıkar. Buna karşılık yumuşak sular da daha ziyade üst toprağın gevşek olduğu ve kalker teşekkülü az veya hiç olmayan yerlerde mevcut olur.
Suların sert olması insan sağlığına hiçbir etki yapmaz. Temizlik işlerinde sabun sarfiyatı bakımından uygun değildir.
SU SERTLİKLERİNİN SINIFLANDIRILMASI
Su sertlikleri bulundukları yerin Jeolojik yapılarına göre değişir. Yüzey suları yer altı sularından daha yumuşaktır. Su sertlikleri 10ppm CaCO3 den takriben 1800 ppm CaCO3 kadar değişiklik gösterir.
Suların sertlik dereceleri şöyle sınıflandırılabilir
0 - 75 ppm CaCO3 yumuşak
76 - 150 ppm CaCO3 orta sert
151 - 300 ppm CaCO3 sert
300 den yukarısı ppm CaCO3 çok sert
DURULMA İŞLEMLERİ
Durulma sularda süspansiyon halinde bulunan organik ve anorganik orjinli değişik büyüklükteki maddelerin çöktürülerek ayrılması sonucu suyun
berraklaşması olayıdır. Durulma işlemi su içerisinde bulunan değişik büyüklükteki maddelerin kendi ağırlıkları ile çöktürülmesi şeklinde yapılıyorsa buna mekanik durulma işlemi adını veriyoruz. Dışarıdan herhangi bir çöktürücü madde ilavesiyle bir durulma yapılıyorsa buna da kimyasal durulma işlemi denir. Durulma işlemi denir. Durulma işlemi nehir ve göl sularının doğal olarak temizlenmesinde önemli rol oynamaktadır.Diğer taraftan kullanma suları sanayi
Suları ve atık suların değerlendirilmesi için en çok kullanılan işlem durulma işlemidir. Gerek içme ve gerekse sanayi sularının temizlenmesinde kullanılan basit mekanik durulma en ucuz ve en sade işlemlerden biridir. Doğal sedimantasyon işlemi daha sonrada yapılacak temizleme işlemlerindeki yükü hafifleten ön bir işlem gözüyle bakılabilir. Örneğin daha sonra yapılacak işlem kimyasal durulma işlemi olacaksa ön durulma işlemi yapılmış suya ilave edilecek kimyasal madde ile durulma işlemine tabi tutulmamış suya ilave edilecek madde miktarı karşılaştırılacaksa ikinci durumdaki sarfedilen kimyasal madde oldukça fazla olacaktır.
Diğer bir avantajıda kimyasal durulmada kullanılan cihazda atılacak atıklarda azalmış olacaktır. Su içerisinde bulunan bir partikülün çökme ile durulma havuzunun dibine ulaşması belirli bir zaman alacaktır. Bu zaman yatay bir havuzda akış hızını azaltarak ya da akış süresini uzatarak veyahut havuzun derinliğini ayarlayarak suyun havuzu terketmesinden önce partikülün çökmesi sağlanabilir. Bunun için en uygun havuzlar fazla derin olmayan havuzlardır. Durulma havuzlarında bir partikülün çökme hızı hesaplanabilir.
V = Q . t V= Havuzun hacmi Q= Suyun debisi
T= suyun havuzda kalma süresi
Durulma işleminin yapılacağı havuzun hacminin hesaplanandan fazla tutulmasında bir sakınca (maliyet dışında) olmamasına karşın küçük tutulması uygun bir durulmanın yapılmasını gerçekleştiremez.Durulma havuzları kesikli yada sürekli çalışan tipte olabilirler. Bu tip havuzlarda su bir taraftan girip diğer taraftan aynı miktarda çıkarak içerisinde bulunan maddeleri havuz içerisine bırakır. Havuzlar genellikle yatay ve dik açılı yapılırlar. Durulma sırasında meydana gelen çamurun atılması için özel tertibatlar yapılmıştır.
KİMYASAL DURULMA
Özellikle yeryüzündeki sular değişik miktarlarda süspansiyon halinde kaba büyük tanecikler halinde bulanıklık veren ve renk verebilen değişik tip kalloidal meddeleri ihtiva ederler. Doğal sularda bulanıklığı meydana getiren başlıca maddeler farklı tipkolloidal killerdir. Kullanma ve sınai atık sularının karışmasıyla meydana gelen kolloidler yosunlar bozunma ürünleri bakteriler bazı organik maddeler ve renk verici kolloidlerdir. Bu kollaidlerden bazıları hidrofobik bazılarıda hidrofilik özelliklerdir. Bulanıklığı meydana getiren partiküllerin büyüklükleri çok farklı olabilmektedir.Kimyasal durulma işlemini
dört kademeye ayırabiliriz
- Kimyasal maddenin ilave edilmesi
Hızlı bir karıştırma
Flokasyon
Çökme-Durulma
Katılan kimyasal maddelerin suyla hızlı bir şekilde ve tamamen karışması ikinci kademede gerçekleştirilir. Üçüncü kademede ise dikkatli ve yavaş bir karıştırma yapılarak çekirdeklerin oluşumu sağlanır. Dördüncü kademede büyüyen çekirdeklerin çökmesi ile durulma işlemi gerçekleştirilir. Durulma işlemi sonucu suda kalmış olan az miktardaki çökelek daha sonra filtrasyon işleminde tamamen giderilir.
FİLTRASYON
Toprak altına geçen sularda doğal bir filtrasyon olur. Bizde bu olayı taklit ederek sularda bir filtrasyon işlemi gerçekleştirebiliriz. Ençok kullanılan filtrasyon maddesi kum dur.Daha sonra antrasit taşkömürü ve kiselgur olabilir. Filtreleri çalışmaları bakımından hızlı süzen filtreler ve yavaş süzen filtreler olmak üzere iki gruba ayırabiliriz.Süzme işleminde suların arıtılması şu şekilde olur.
l. Doğrudan doğruya süzme
Bir kum tabakasından geçen suda kumlar arasındaki boşluktan daha büyük tanecikler varsa bu tanecikler kum yüzeyinde tutulur.
2.Durulma
Kum tabakasını birçok tabakalara sahip durulma havuzu gibi düşünebiliriz. Süspansiyon halindeki taneciklerin birleşerek daha büyük tanecikler haline geçmesi ve filtrasyonla daha kolay ayrılması.
3.Biyolojik aktivite
Bu daha ziyade yavaş süzen filtrelerde önemlidir. Ancak maliyetin yüksek olması nedeniyle geniş ölçüde kullanılamaz
alıntı