ELEKTROMANYETİK DALGALAR MEHMET ALP BAŞNUR 9-A 120 ÇORUM 2013
İÇİNDEKİLER SUNUŞ 1) ELEKTROMANYETİK DALGANIN TARİHİ 2) JAMES CLERK MAXWELL KİMDİR? 3) ELEKTOMANYETİK DALGA ÇEŞİTLERİ a) RADYO DALGALARI b) MİKRODALGALAR c) TERAHERTZ IŞINIMI d) KIZILÖTESİ e) GÖRÜNÜR IŞIK f) MORÖTESİ IŞINIM g) X-RAY (IŞINLARI) h) GAMA IŞINLARI 4) ELEKTROMANYETİK DALGALARIN GÜNLÜK HAYATIMIZDAKİ YERİ SONUÇ KAYNAKLAR EKLER EK-1 TANIMLAR EK-2 GÖZLEM VE DENEYLER EK-3 İNTERNET ADRESLERİ
SUNUŞ Sunum ve konuya hazırlanma aşamasında ilk önce konunun başlıkları ve alt başlıkları belirlendi. Daha sonrasında belirlenen başlıkları sırası ile çeşitli kaynaklar (internet siteleri ve kitaplar) baz alınarak. Lise 1 öğrencileri (bizim) seviyesine uygun olacak şekilde özetlenerek sunuma aktarıldı. Sunumda yazılar düzenlendikten sonra daha anlaşılır yapmak amaçlı yazılar görsellendirildi - resim eklendi. Son olarak yazılar sıralandı ve kaynakçalar eklendi. ELEKTROMANYETİK DALGA TARİHİ! Elektromanyetik dalganın tarihi J.C.Maxwell in 1864 yılında Maxwell A dynamical theory of the electromagnetic field (Elektromanyetik alanın dinamik teorisi) adlı kitabını yayınlaması ile başladı. Elektromanyetik dalgaları matematiksel olarak incelemek için bazı fiziksel büyüklükler kullanmıştır. ELEKTROMANYETİK DALGA NEDİR? Yüklü bir parçacığın ivmeli hareketi sonucu oluşan, Birbirine dik elektrik ve manyetik alan bileşeni bulunan, Bu iki alanın oluşturduğu düzleme dik doğrultuda yayılan, Yayılmaları için ortam gerekmeyen. Boşlukta ışık hızı ile yayılan enine dalgalardır.
JAMES CLERK MAXWELL KİMDİR? James Clerk iskoç teorik fizikçi ve matematikçidir. Ünlü Maxwell teorisinin sahibidir. Bu denklemler elektrik, manyetik ve optik alanlarında kullanılır. Maxwell'in avukat olan babası Edinburg'un tanınmış bir ailesinden geliyordu. 1841-1847 arasında Edinburg Akademisi'nde okudu. İlk bilimsel makalesini henüz 14 yaşındayken yayımladı. SONUÇ Radyo dalgaları ; Radyo titreşim sayısı ile ortaya çıkan elektromanyetik dalgalara radyo dalgaları denir. Tel ve kablo gibi bağlantılar olmadan veri taşırlar. Mikrodalgalar; Mikrodalga frekansları genel olarak 300-300.000 mhz frekans aralığını kapsar. Mikrodalgalar elektromanyetik dalga olarak yayılırlar. Terahertz ışınımı; Terahertz bandı elektromanyetik tayfta mikrodalga ile optik bölge arasında yer alır. 300 gigahertz ile 3 terahertz arasında dalgaboyuna sahip elektromanyetik ışınımı tanımlamak için kullanılır. Kızılötesi; Dalgaboyu görünür ışıktan uzun fakat terahertz ışınımından ve mikrodalgalardan daha kısa olan elektromanyetik ışınımdır. Latince adı infrared dir. Yani açılmış halini kırmızı altı olarak söyleyebiliriz. Görünür ışık; Elektromanyetik tayfın insan gözü tarafından saptanabilen aralığıdır. Ortalama bir insan, 400 ile 700 nm arasındaki dalgaboylarını saptayabilir. En canlı gelen renk kırmızı, 2. Renk ise turuncu dur.
Morötesi ışınım; Diğer adı ultraviyole dir. UV olarak gösterilir. Dalga boyu 10 ile 400 nm arasındaki ışınımdır. Gözümüz en son mor rengi algılar. Daha altını algılayamaz. X-ışınları; Halk arasında daha çok röntgen olarak bilinir. Türkçe adı x-ışınları şeklindedir. Dalgaboyu 10 ile 0,01 nm aralığında olan elektromanyetik dalgalar veya foton demetidır. Gama ışınları; Simgesi y dir. En enerjik dalgalar olarak bilinir. En kısa dalga boylarına sahiptir. En yüksek frenkanslaraa ve foton enerjisine sahiptir. Ancak nükleer reaksiyonla üretilebilir. ELEKTROMANYETİK DALGALARIN GÜNLÜK HAYATTAKİ YERİ Mikrodalganın kullanım alanları; Mikrodalga fırınlar Cep telefonları Radarlar Kablosuz internet Bluetooth kulaklıklar Güvenlik sistemlerinde vb. Kızılötesi dalgaların kullanım alanları; Infrared ısıtıcılar Termografi Savunma sanayi (takip sistemleri)
Spektroskopi Güvenlik sistemleri Meteoroloji X-ray kullanım alanları; Tomografi Radyoterapi Radyografi Ve diğer tıbbi araçlar... Morötesi ışık; Labaratuvar ortamının sterilize edilmesi Salgın hastalıkların tespiti Gerçek-sahte para kontrolü(banka sektörü) Genel kullanım alanları; Manyetik Rezonans Günlük konuşmalarımızda mr olarak da kısaltılan magnetik rezonans, hastalıkları teşhis etmede kullanılan en yeni görüntüleme yöntemidir. Yüksek bir manyetik alan ve radyo dalgaları kullanılarak vücut dokularının ve organların son derece detaylı görüntüleri elde edilir.
KAYNAKÇA 1) İnternet Sayfaları; a. Vikipedia = http://tr.wikipedia.org/wiki/elektromanyetik_dalgalar b. Fizikist = http://www.fizikist.com/icerik-elektromanyetik-dalgalar-1087.html c. BTK = http://www.tk.gov.tr/tuketici/emd/index.php d. Belgler.com = http://www.belgeler.com/blg/2eaq/elektromanyetk-dalgalar 2) İngilizce Kaynaklar; a. Slideshare = http://www.slideshare.net/jmcdermott90/electromagnetism- 7030830 b. Slideshare = http://www.slideshare.net/melisakelly/electromagnetic-waves- 11780468 c. Slideshare = http://www.slideshare.net/s7822143g/electromagnetic-waves- 14105399 3) Kitap; a. KARACAOĞLU Çağrı ŞAHİN Tamer, YGS Fizik Konu Anlatımlı, Ayrıntı Basımevi, Ankara, 2010 (Sayfa 253-272)
EK1 TANIMLAR 1) Frekans Nedir? Birimleri Nelerdir? a. Periyodik Hareketlerde, Hareketin Birim Zamandaki Tekrar Sayısı. b. Hertz, Gigahertz, Kilohertz, Milihertz, Terazhertz,Megahertz Örnek: 580000 Hertz = 0,58 Megahertz 2) Optik Nedir? a. Işığın Özelliklerini, Davranışlarını Ve Maddeyle Etkileşimini İnceleyen Fizik Dalıdır. 3) Manyetizma Nedir? a. Aracılığı İle Gereçlerin Diğer Gereçler Üzerine Çekici Veya İtici Güç Uyguladıkları Olgulardan Biridir. 4) Maxwel Denklemleri Nedir? Fizikte Önemi Nedir? a. James Clerk Maxwell' İn Toparladığı Dört Denklemli, Elektrik Ve Manyetik Özelliklerle Bu Alanların Maddeyle Etkileşimlerini Açıklayan Bir Teoridir. b. Günümüzdeki Elektronik Aletler Bu Denklemler Sayesinde Çalışmaktadır. Fiziğin Bu Konudaki Temel Denklemlerinden Sayılmaktadır. 5) Nanometre (Nm) Terimi Nedir? Niçin Kullanılır? a. Bir Milimetrenin Milyonda Biridir. b. Gözle Göremediğimiz Maddeleri (Atom, Vb) Ölçmek İçin Kullanılır. 6) Tayf (Spektrum) Nedir? Nerede Kullanılır? a. Tayf Renklerin, Seslerin, Elektromanyetik Dalgaların Ya Da Diğer Fiziksel Gerçeklerin, Belli Bir Değer Kümesi İle Sınırlanmadan Birbiri Ardına Süreklilik İçinde Sonsuz Değişmesi Durumudur. b. Günümüzde Daha Çok Dalga Boy Tayfı Kullanılmaktadır. Dalga Boylarının Örneklerle Birbirlerini Tanıtmasıdır. 7) Foton Kelimesi Nedir? a. Fizik Biliminde Elektromanyetik Alanın Kuantumu, Işığın Temel "Birimi" Ve Tüm Elektromanyetik Işınların Kalıbı Olan Temel Parçacıktır.
EK2 DENEY VE GÖZLEMELER Deney Malzemeleri; Deney Adı: PCB (Baskı Devre)/Radyo Vericisi Deney Amacı: Radyo Dalgalarından Faydalanarak Bir PCB Radyo Verici Yapmak. Deney Yapılışı; 1) Elişi Kağıdı 2) Bakır Plaket 3) Ütü 4) Laser Yazıcı 5) Matkap 6) 1mm Matkap Ucu 7) Çözeltiler(Tuz Ruhu ve Perhidrol) 8) Multimetre Deney Aşamaları; 1) Baskı Yapılacak Plaketimizde Hiç Parmak İzi Kalmaması İçin İlk Önce Deterjan İle Yıkıyoruz. Kurularken Çizilmemesine Dikkat Edildi. 2)Bilgisayar Ortamında Önceden Çizilmiş Olan Baskı Devre Şeması (PCB) Laser Yazıcı Yardımıyla Elişi Kağıda Koyu Renk Tonunda(Siyah) Olmak Şartı İle Basıldı.
3)Basılan PCB Bakır Plakete Tam Oturacak(Taşmamalı!) Şekilde Bakır Plaketin Arkasından Bantlanıp. Bantlanan PCB Son Kez Kontrol Edildi. 4) Son Sıcaklığa Ayarlı ve Isınmış Ütü ile PCB, Elişi Kağıdı Üzerinden Bakır Plakete Geçene Kadar (Ortalama 6 Dakika) Ütülendi. 5) Ütüledikten Sonra Bakır Plaketimizi Sıcak Su Dolu Kabın İçerisine Koyup 5-10 Dakika Bekledikten Sonra Elişi Kağıdı Devreden Ayrılmaya Başlayınca Yavaşça Kağıdı Devreden Kaldırdık. 6) Kağıt Devreden Tamamen Ayrıldığında Devreyi Soğuk Su İle Yıkıyoruz. 7) Devrenin Üzerinde Kalan Beyaz Kağıt İzlerini PCB Yollarını Yıpratmadan Zımparalıyoruz. 8) Asetatlı Kalem İle Kaybolan-Yıpranan Yolların Üzerinden Geçtik. Sıradaki Aşamada Bir Kaba (Kalın Plastik) PCB yi Kaldıracak Kadar Tuz Ruhu Ekledik. PCB Kalktıktan Sonra Bakırın Çözünme (Tepkime) yi Hızlandırmak İçin Perhidrol Çözeltisi Bakır Devreyi Dibe Çöktürecek Miktarda (Oran Her Perhidrolde Değişir) Döktük. Kap Sağ Sola Yatırılarak Salladık. PCB Üzerinde Basılan Yollar ve Elemanların Kaybolmayacak ve Diğer Kısımlarında Kaybolması Şartı İle PCB nin Bakır Kısmı Eritildi.
9) Soğuk Suda Yıkadık. 10)PCB Daha İletken Hale Getirmek İçin Hafif Şekilde Zımparaladık.
11)Son Aşamada İse PCB Şemamızda Belirlediğimiz Devre Elemanlarının Ayak Kısımları 1mm lik Matkap Ucu Bulunan Matkap İle Deldik.
PCB Test Edilmesi; PCB mizin Baskı Aşamasını Tamamladıktan Sonra Sıra Devremizin Çalışıp Çalışmadığını Kontrol Etmekte. Öncelikle Dijital ve ya Analog Multimetreler Uygun Ayarlarda Devrenin Aynı Kollarında(Yollarında) Olan Devre Eleman Ayaklarından Test Edilir. Ve Sonuç Olumlu Devremiz Tamamdır! Sonuçlar: Sonuçların Değerlendirilmesi: PCB ve ya Başka Bir Devrede Devre Elemanları Arasında Bağlantıyı Sağlıyan Zeminidir. Zemini Ne Kadar İyi İletken Olursa Devre O Kadar İyi Çalışır ve Hızlı Çalışır.
EK3 İNTERNET ADRESLERİ 4) İnternet Sayfaları; a. Vikipedia = http://tr.wikipedia.org/wiki/elektromanyetik_dalgalar b. Fizikist = http://www.fizikist.com/icerik-elektromanyetik-dalgalar-1087.html c. Belgler.com = http://www.belgeler.com/blg/2eaq/elektromanyetk-dalgalar d. Tübitak.gov.tr = http://www.biltek.tubitak.gov.tr/sandik/gsm.pdf
Yapılan Deney; Elişi Kağıdını Transfer Kağıdı Görevinde Kullanılarak Bir Baskı Devre Oluşturulması. Deney Malzemeleri; 1) Elişi Kağıdı 2) Bakır Plaket 3) Ütü 4) Laser Yazıcı 5) Matkap 6) 1mm Matkap Ucu 7) Çözeltiler(Tuz Ruhu ve Perhidrol) 8) Multimetre Deney Aşamaları; Bilgisayar Ortamında Önceden Çizilmiş Olan Baskı Devre Şeması (PCB) Laser Yazıcı Yardımıyla Elişi Kağıda Koyu Renk Tonunda(Siyah) Olmak Şartı İle Basıldı. Basılan PCB Bakır Plakete Tam Oturacak(Taşmamalı!) Şekilde Bakır Plaketin Arkasından Bantlanır. Bantlanan PCB Son Kez Kontrol Edildikten Sonra Son Sıcaklığa Ayarlı ve Isınmış Ütü ile PCB, Elişi Kağıdı Üzerinden Bakır Plakete Geçene Kadar (Ortalama 6 Dakika) Ütülenir. Ve Ütüledikten Sonra Bakır Plaketimizi Sıcak Su Dolu Kabın İçerisine Konulur. 5-10 Dakika Bekledikten Sonra Elişi Kağıdı Devreden Ayrılmaya Başlamışsa Yavaşça Kağıdı Devreden Kaldırıyoruz. Kağıt Devreden Tamamen Ayrıldığında Devreyi Soğuk Su İle Yıkıyoruz. Devrenin Üzerinde Kalan Beyaz Kağıt İzlerini PCB Yollarını Yıpratmadan Zımparalıyoruz. Asetatlı Kalem İle Kaybolan-Yıpranan Yolların Üzerinden Geçiyoruz. Sıradaki Aşamada Bir Kaba (Kalın Plastik) PCB yi Kaldıracak Kadar Tuz Ruhu Ekliyoruz. PCB Kalktıktan Sonra Bakırın Çözünme (Tepkime) yi Hızlandırmak İçin Perhidrol Çözeltisi Bakır Devreyi Dibe Çöktürecek Miktarda (Oran Her Perhidrolde Değişir) Dökülür. Kap Sağ Sola Yatırılarak Sallanır. PCB Üzerinde Basılan Yollar ve Elemanların Kaybolmayacak ve Diğer Kısımlarında Kaybolması Şartı İle PCB Soğuk Suda Yıkanır. PCB Daha İletken Hale Getirmek İçin Hafif Şekilde Zımparalanır. Son Aşamada İse PCB Şemamızda Belirlediğimiz Devre Elemanlarının Ayak Kısımları 1mm lik Matkap Ucu Bulunan Matkap İle Delinir. PCB Test Edilmesi; PCB mizin Baskı Aşamasını Tamamladıktan Sonra Sıra Devremizin Çalışıp Çalışmadığını Kontrol Etmekte. Öncelikle Dijital ve ya Analog Multimetreler Uygun Ayarlarda Devrenin Aynı Kollarında(Yollarında) Olan Devre Eleman Ayaklarından Test Edilir. Ve Sonuç Olum Olduysa Devremiz Tamamdır! ve Bizde Başarıyla Tamamladık! Varılan Yargı; PCB ve ya Başka Bir Devrede Devre Elemanları Arasında Bağlantıyı Sağlıyan Zeminidir. Zemini Ne Kadar İyi İletken Olursa Devre O Kadar İyi Çalışır ve Hızlı Çalışır.