GÜNEŞ GÖZLÜĞÜNÜZ SİZİ NE KADAR KORUYOR? Hazırlayan Öğrenciler Özgül ÖZENEN 7-D Ali TAHTAKIRAN 7-D Danışman Öğretmen Demet EROL İZMİR, 2012 1
İÇİNDEKİLER 1. Proje özeti...3 2. Projenin amacı...3 3. Giriş...3 4. Yöntem...5 5. Ulaşılan sonuçlar ve sonuçların değerlendirilmesi...7 5.1. Anket sonuçları ve değerlendirmesi..7 5.2.Geliştirilen tasarımın kontrolü.. 8 6. Proje Bütçesi...9 7. Proje Takvimi...9 8. Kaynaklar...10 2
Proje Adı: GÜNEŞ GÖZLÜĞÜNÜZ SİZİ NE KADAR KORUYOR? 1. Proje Özeti Bu projenin amacı günlük hayatta sıkça kullanılan güneş gözlüklerinin, ultraviyole ışık geçirgenliğini, parlama ve yansımaları ne kadar önlediğini yani polarize özelliğini ölçebilecek bir alet tasarlamaktır. Bunun için öncelikle güneş gözlüklerinin özellikleri konusunda insanların bilinç düzeylerini saptamak üzere 6 soruluk bir anket geliştirilmiş ve 50 kişiye uygulanmıştır. Anket sonuçları değerlendirildiğinde, toplumun güneş gözlüğü kullanımı ve sağlıklı bir güneş gözlüğünde bulunması gereken özellikler konusunda yeterli bilince sahip olmadığı, bilinçli insanların da sağlıklı bir güneş gözlüğü tercihi yapabilmeleri için gözlüğün özelliklerini ölçebilecek bir aletin bulunmadığı, dolayısıyla bu insanların zorlandıkları görülmüştür. Bu sonuçlar göz önüne alınarak çeşitli araştırmalar yapılmış ve basit ve ucuz araç gereç kullanılarak gözlük camlarının ultraviole ve polarize ışık geçirgenliğini ölçebilecek bir alet tasarlanmıştır. Aletin güvenirliği çeşitli ölçümler alınarak test edilmiş ve onaylanmıştır. Günlük hayatta bu aleti insanların rahatlıkla ulaşıp gözlüklerini test ettirebilecekleri eczaneler ve sağlık ocakları bünyelerinde bulundurabilecekleri gibi, sattığı gözlüklere güvenen gözlükçüler de insanlara garanti verebilmek adına bu aleti kullanılabilirler. 2. Projenin Amacı Amacımız gözlük almadan önce alacağımız gözlüğün ultraviyole ışığı ne kadar geçirdiğini ve gelen ışığı ne kadar polarize ettiğini ölçüm yaparak anlayabilecek ve göz sağlığımız için daha uygun seçimler yapabileceğimiz bir cihaz geliştirmektir. 3. Giriş Güneş ışınları geniş bir elektromanyetik enerji spektrumuna sahiptir. Bu ışınlardan özellikle ultraviyole (mor ötesi) ışınlar insan sağlığı için çok zararlıdır. Bu ışınlar atmosferde bulunan ozon tabakası tarafından tutulmaktadır. Ancak son yıllarda artan hava kirliliği, ozon tabakasının incelmesine sebep olmakta ve buna bağlı olarak yeryüzüne ulaşan ultraviyole ışın miktarı artmaktadır. Bu artış, insanlarda sürekli güneşe maruz kalan göz ve cilt gibi organlarda büyük hasara yol açmaktadır (Ersoy ve Sanver, 1994). Ultraviyole ışınlar, gözde saydam tabakanın (kornea) kurumasına ve buna bağlı olarak gözde enfeksiyonların (konjonktivit) oluşmasına, kaşıntı, yanma, batma ve kanlanma 3
gibi şikayetlere sebep olmaktadır. Ayrıca ultraviyole ışınlara uzun süre maruz kalınması durumunda, gözdeki saydam tabaka kalınlaşmakta ve göz merceğinin içindeki proteinler bozulmaya uğrayarak katarakt adı verilen bir hastalık oluşmaktadır. Hatta bu durum gözün retina tabakasında hasar meydana getirerek, kişinin görmesinde bozulmaya da sebep olabilmektedir. (Mutlu, Toros ve Şen, 2003). Ultraviyole ışınların tüm bu zararları düşünüldüğünde göz sağlığımızı korumak için, kullandığımız güneş gözlüklerinin yüksek derecede ultraviyole süzen camdan yapılması gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Ancak toplumumuzun büyük bir kesimi, aldıkları güneş gözlüğünün ne kadar ultraviyole ışını süzdüğünü sorgulamaktan çok, ucuz ve gösterişli olmasına önem vermektedir. Özellikle piyasada satılan sahte güneş gözlükleri, güneşten gelen zararlı ışınlara karşı gözü korumadığı gibi, göze giren ultraviyole ışın miktarını artırarak zararlı sonuçlar doğurmaktadır. Bu konuya önem veren insanlar ise gözlüğünü pahalı optiklerden almakta ancak aldıkları güneş gözlüğünün sağlıklı olup olmadığı konusunda bir ölçüm yapamadıkları için, mecburen satıcı kişiye güvenmek zorunda kalmaktadırlar. Güneş gözlüklerinin iyi bir koruma sağlayabilmesi için yüksek derecede (en az yüzde 70-80) ultraviyole süzen bir camdan yapılması gereklidir. Bunun için özel filtreler kullanılmalıdır. Bunun yanında parlama ve yansımalara engel olarak görüşümüzü rahatlatan polarize camların kullanımı da son derece önemlidir. Hatta bu camlara UV ışınlarının bir miktarının süzülmesinde de yardımcı olur. Polarize camdan yapılan güneş gözlükleri sadece bir düzlem yönündeki ışığın geçmesine izin vererek, parlamalara ve yansımalara engel olur ve daha rahat bir görüş sağlar. Özellikle araba kullanırken ya da durgun denizlerde seyahat ederken oluşan yansıma ve parlamalar, görüşü ve gözleri hassas olan kişileri çok etkiler, polarize cam bu yansıma ve parlamaları engeller. Bu özellik cam hamur halindeyken camın içerisine konan bir film tabakası ile sağlanır. Ancak bu film, dışarıdan görülemeyecek kadar 4
incedir. Dolayısıyla piyasada polarize olarak satılan güneş gözlüklerin gerçekten polarize olup olmadığını, anlamak kolay değildir. Bu projedeki hedefimiz tasarladığımız alet ile satın alacağımız gözlüğün ışığı ne kadar polarize ettiğini ve ultraviyole ışığı ne kadar süzdüğünü ölçerek, gözümüz için daha sağlıklı seçimler yapmayı sağlamaktır. Bu alet çok pek çok yerde kullanım alanı bulabilecektir. Basit araç ve gereçten yapılan bu ekonomik aleti insanların rahatlıkla ulaşıp gözlüklerini test ettirebilecekleri eczaneler, sağlık ocakları bünyelerinde bulundurabilecekleri gibi, sattığı gözlüklere güvenen gözlükçülerde de insanlara garanti verebilmek adına yine bu alet kullanılabilir. 4. Yöntem Projemize başlarken, piyasadan satın aldığımız güneş gözlüklerinin özellikleri konusunda çevremizdeki insanların bilinç düzeylerini saptamak üzere bir anket geliştirdik. Bu ankette sağlıklı bir güneş gözlüğünde olması gereken özellikleri, bu özelliklere insanların verdiği önemi ve gözlük seçiminde yaşadıkları sıkıntıları öğrenmek üzere 6 soru sorduk. Anketi çevremizdeki 50 kişiye uyguladık. Daha sonra anket sonuçlarını da dikkate alarak, insanların yaşadığı sıkıntılara çözüm olabilecek bir tasarım yapmaya karar verdik. Bu tasarımı gerçekleştirebilmek için öncelikle bir takım araştırmalar yaptık. Gerekli önbilgileri edinebilmek için Özel Ege Lisesi Kütüphanesi ni ve Dokuz Eylül Üniversitesi Kütüphanesi ni ziyaret ederek çeşitli kaynak kitaplara ulaştık. Bu kaynakları öğretmenimizle beraber inceledikten sonra optik konusunda uzman akademisyenlerden yardım alarak fizik laboratuarında ultraviole ışık kaynaklarını, filtreleri, ışığın nasıl polarize edildiğini, polarizör ve analizörün ne olduğunu ve ne işe yaradığını gördük ve öğrendik. Bu araştırmalar sonucunda ne tür malzemelere ihtiyacımız olduğunu öğrendik ve sonuçta bir tasarım geliştirdik. Güneş gözlüklerinin ultraviole ışık geçirgenliğini ve polarize olup olmadığını saptamak için geliştirdiğimiz tasarımda bir levha üzerine sırasıyla aşağıdaki malzemeleri monte ettik. Ultraviole ışık kaynağını monte ettik. Bu ışık kaynağından çıkan ışığın ne kadarını gözlüğün geçirdiğini ölçmek için üzerine düşen ışığı elektrik enerjisine çeviren fotodiyotlardan yararlandık. Bu ışık kaynağının tam karşısına fotodiyot yerleştirdik. Fotodiyoda sadece ultraviole ışık düşmesi için hemen önüne ultraviole ışık geçiren ve kızılötesi ışık geçirmeyen iki filtre koyduk. Böylece fotodiyodun çevredeki ışıktan etkilenmesini önledik. Daha sonra polarize olmuş kırmızı bir ışık kaynağını (lazer ışık kaynağı), bir gözlüğün iki camı arasındaki mesafeyi göz önüne alarak ultraviole ışık karnağının 10 cm yanına ve 5
aynı yönlü olacak şekilde yerleştirdik. Bu ışık kaynağının karşısına yine fotodiyot yerleştirdik. Fotodiyodun çevredeki ışıktan etkilenmesini önlemek için de, önüne sadece lazer ışığını geçiren bir filtre yerleştirdik. Her güneş gözlüğünün aynı düzlemde polarize olduğu bilgisinden yararlanarak, polarize camı olduğuna emin olduğumuz bir güneş gözlüğü yardımıyla polarize ışık kaynağının düzlemini belirledik. Bunu yaparken ışık kaynağının önüne polarize gözlüğü koyduk ve kaynağı döndürerek gözlüğün arkasına geçen ışığın tamamen yok olduğu durumu belirledik. Ardından yayana yerleştirilmiş olan her iki fotodiyodu, bağlantı kabloları ile multi metreye bağladık. Buradaki amacımız, ışık kaynağından gelen ışığı fotodiyot ile elektrik enerjisine dönüştürmek ve multimetre ile bu elektrik enerjisinin değerini volt cinsinden ölçmektir. Böylece ölçülen voltaj değerinin büyüklüğüne bakarak güneş gözlüğü ile ilgili değerlendirme yapılabilecektir. Bu prensipten yola çıkarak geliştirdiğimiz tasarım ile bazı ölçümler aldık ve kaydettik. Bu ölçümleri pahalı optiklerde satılan ve işportada satılan gözlüklerle yaparak, aralarındaki farkı belirledik. 6
5. Ulaşılan Sonuçlar ve Sonuçların Değerlendirilmesi 5.1. Anket sonuçları ve değerlendirmesi: Güneş gözlüğünün özellikleri ve göz sağlığı konusunda 50 kişiye uygulanan anket sonuçları aşağıda verilmiştir. 1.Soru: Güneş gözlüğünü ne amaçla kullanırsınız? Bu soruya verilen cevaplar incelendiğinde katılımcıların %52 si daha rahat bir görüş sağlamak için, %16 sı gösterişli olmak için, %26 sı gözünü güneşin zararlı ışınlarından 7
korumak için kullandığını belirtmiştir. %6 lık bir kısım ise güneş gözlüğü kullanmadığını belirtmiştir. Soru 2: Güneş gözlüğünüzün özelliklerini biliyor musunuz? sorusuna verilen cevaplar: Bu soruya verilen cevaplar incelendiğinde, katılımcıların %48 i bilmiyorum, %24 ü güneşin zararlı ışınlarından korur, %12 si güneş ışınlarını geçirmez,%10 u ultraviole ışınlardan korur, %4 sı ise polarizedir, %2 si ise kolormatiktir şeklinde cevaplar vermişlerdir. Soru 3: Güneş gözlüğü bizi nelerden korur? sorusuna verilen cevaplar: Bu soruya verilen cevaplar incelendiğinde, katılımcıların %70 i güneşten gelen zararlı ışınlardan korur, %10 u ultraviole ışınlarından korur, %12 si ışık ışınlarından korur demiştir. %8 i ise bu soruyu bilmiyorum şeklinde cevaplamıştır. Soru 4: Ultraviole ışınları nedir? sorusuna verilen cevaplar Bu soruya verilen cevaplar incelendiğinde %24 ü güneşten gelen zararlı ışınlar olduğunu, %30 u mor ötesi ışınlar olduğunu, %46 sı ise bilmediğini belirtmişlerdir. Soru 5: Polarize gözlükler nelerdir? Ne işe yarar? sorusuna verilen cevaplar Bu soruya verilen cevaplar incelendiğinde %8 i ultraviole ışınlardan koruduğunu, %2 si ışığı filtrelediğin, %90 ı ise bilmediğini belirtmiştir. Soru 6: Güneş gözlüğünüz sizi ultraviole ışınlardan ne kadar koruyor? sorusuna verilen cevaplar incelendiğinde %20 si yüksek bir fiyata aldığı için iyi koruduğunu, %80 i ise bilmediğini belirtmiştir. Anket sorularına verilen cevapların tamamı değerlendirildiğinde, toplumun güneş gözlüğü kullanımı ve sağlıklı bir güneş gözlüğünde aramaları gereken kriterler konusunda yeterli bilince sahip olmadığı ve bilinçli olanların da tercihlerini yaparken bu konuda onlara yardımcı olacak bir pratik aletin bulunmadığı sonucuna ulaşılmıştır. 5.2. Geliştirilen tasarımın kontrolü: Anketlerden elde ettiğimiz sonuçlar ve yaptığımız tüm araştırmalar ışığında yöntem kısmında belirtilen aşamaları izleyerek gözlük camlarının ultraviole ışık ve polarize ışık geçirgenliğini ölçecek bir alet tasarladık. Bu aletin işlerliğini kontrol etmek amacıyla çeşitli gözlüklerle ölçümler aldık. Bu ölçümleri alırken işportadan alınan çeşitli gözlükler ile sağlıklı olduğunu bildiğimiz, polarize ışığı ve ultraviole ışığı geçirmeyen gözlükler kullandık. Aldığımız 8
tüm ölçümleri değerlendirdiğimizde işportadan alınan gözlüklerin ultraviole ışığı ve polarize ışığı farklı miktarlarda ancak dikkate değer ölçüde geçirdiğini, sağlıklı olduğunu bildiğimiz gözlüklerin ise bu ışınları ya çok az ya da hiç geçirmediğini ölçümlerimizde gözlemledik. Dolayısıyla tasarladığımız aletin geçerli ve güvenilir olduğu sonucuna vardık. 6. Proje Bütçesi Lazer (polarize olmuş) ışık kaynağı, ultraviole ışık kaynağı, 2 adet fotodiyot, kızılötesi ışığı geçirmeyen filtre, ultraviyole ışığı geçiren filtre, polarize ışığı geçiren filtre, 2 adet multimetre2 adet 1,5 v luk pil, pil yatağı, bağlantı kabloları 7. Proje Takvimi 21.09.2011 27.10.2011 Alanyazın taraması 28.11.2011 Anket hazırlama ve uygulama 31.11.2011 Anket sonuçlarının değerlendirilmesi 01.12.2011 Tasarım için gerekli çizimlerin yapılması 07.12.2011 Tasarım için gerekli malzemelerin alımı 11.12.2011 Tasarım ile bazı ölçümlerin alınması 19.12.2011 14.01.2012 Raporun yazılması 9
8. Kaynaklar Ersoy, D. ve Sanver, S. (1994). Ozon tabakasının yırtılması ve dünya için önemi. Çevre dergisi, Sayı 10. Mutlu, B., Toros, H. ve Şen, O., (2003). Ultraviole radyasyonun insan sağlığı üzerine etkileri. III. Atmosfer Bilimleri Sempozyumu, 19-21 Mart, İTÜ, İstanbul. Hecht Optik, Akademi Yayınları, 2005. Raymond A. Serway, R., A. ve Beichner, R., J. (2011). Çeviri: Kemal Çolakoğlu. Fizik 2 (Fen ve Mühendislik için), Elektrik ve Manyetizma, Işık ve Optik. Palme Yayıncılık, Ankara. http://www.medicalnetwork.com.tr/2009/konu.asp?goster=1&metin=432 http://www.kavramsitesi.org/admin/uploads/%7bb59b778f-2465-409d-9ddc- 0C8D3C17DFD4%7D.pdf 10