Manyetizma ve manyetik alan insanlar ve hatta hayvanlar tarafından kullanılır? Manyetizmanın hayatımızdaki yeri ve kullanıldığı cihazlar, alanlar.
Manyetik Alan ve Manyetizma
Manyetik alanların, genelde kuzey ve güney diye adlandırılan ve mıknatıstaki yüklü parçacıkların (elektronlar ve protonlar) nasıl sıraya dizildiğine bağlı olarak zıddını çekip kendisiyle aynı olanı iten iki kutbu vardın Bu kuvvetin varlığı konusundaki bilgimiz çok eskilere, tam anlayamamış dahi olsalar antik Yunan dönemine kadar uzanıyor. Kolomb, ünlü deniz yolculuğunda (umduğu yere varmadıysa da) manyetik bir pusula kullanmıştı. 1600’de İngiltere Kraliçesi I. Elizabeth’in doktoru William Gilbert, Dünya’nın dev bir mıknatıs olduğunu öne sürecek kadar ileri gitmişti. O günden bugüne haklı olduğunu öğrenmiş bulunuyoruz.
PUSULA
Kaynak : Pixabay.com
Pusulalar sayesinde yön duygumuzu kaybetmeksizin dünya üzerinde yolculuk yapabilme -dolayısıyla dünyayı keşfedebilme- olanağımız arttı. Bu basit aletlerin icadından önce, gezginler yolculuklarında rehber olarak yıldızları ve görebildikleri doğal işaretleri kullanmak zorundaydılar. Sıvılı pusulalar -su dolu kâselerde yüzen mıknatıslanmış iğneler- ilk kez Çin’de kullanıldı. İğneler mıknatıs taşına, yani doğal olarak mıknatıslanmış manyetit madenine sürtülerek mıknatıslanıyordu. Başlangıçta iğneler falcılıkta kullanılırken daha sonra yararlı (ve güvenilir) bir amaca hizmet etmeye başladılar. Pusula Dünya’nın demir içeren çekirdeği tarafından yaratılan manyetik alanı algılayarak çalışır. Ancak da unutmayalım: Dünya’nın manyetik alanı tüm yüzeye yayıldığı için doğal olarak zayıftır. Manyetik alanın mıknatıs üzerinde herhangi bir etki yaratabilmesi için, pusulanın son derece hafif olması ve neredeyse tamamen sürtünmesiz bir yatakta çalışması gerekir.
MIKNATIS DÜNYA
Kaynak : Pixabay.com
Bildiğimiz mıknatıslar demir ya da seramikten yapılır. Nadir toprak alaşımlarından yapılan mıknatıslar ise, kalıcı mıknatıs diye bilinen ve süper güçlü olan mıknatıslar üretmek üzere farklı elementleri birleştirir. Bunlardan en yaygın kullanılan ikisi samaryum kobalt ve neodimyum demir bor alaşımlarıdır. Mıknatısların içindeki demir paslanabileceği için, genelde üzerlerine altın, nikel, çelik, bakır ya da içlerinden bazılarını içeren bir karışımdan kaplama yapılır. Nadir toprak alaşımlı mıknatısların klasik mıknatıslardan farkı ne midir? Neodimyum demir bor mıknatıslar, temel fen derslerinde kullanılan at nalı şeklindeki küçük mıknatıslara oranla yaklaşık on kat daha kuvvetlidir Mıknatıs, bilgisayar sabit diskinden, kendi kendine şarj olan el fenerine ve rüzgâr türbini jeneratörüne kadar her şeyde kullanılır.
CANLI PUSULALAR
Kaynak: pixabay.com
Tarlada otlayan sığırların, göçmen bir kuş sürüsünün ve bakterilerin ortak yönü nedir? Hepsi de gerçek kuzey (diğer adıyla manyetik kuzey) yönünün nerede olduğunu şaşmaz bir şekilde hisseder Bu konu hâlâ gizemini koruyor olsa da, bilim insanları bunun canlının taşıdığı bir yapısal pusula sayesinde olabileceğini düşünüyor. Bir bakteri türü üzerinde son dönemde yapılan araştırmalarda, organizmaların içlerinde kuzeyi bulma yeteneklerinin nedeni olabilecek küçük manyetit (demir oksit) parçacıkları keşfedildi. Bakterilerin içindeki bu parçacıklar Dünya’nın manyetik alanıyla hizalı. Bilim insanları, aynı manyetik parçacıklara arıların, kuşların ve alabalıkların beyinleri civarında da rastladılar.
MAYIN TARAMASI
Metal dedektörleriyle ya da köpekler yardımıyla mayın taraması yapılabilir ama iki yöntemin de bazı dezavantajları vardır: İlkinde yanlış alarm riski, İkincisindeyse fiziksel kapasite sınırı söz konusudur. Bu sorunu halletmek kara mayınının özel bir bileşenini -kimyasal imzasını- saptayacak bir sistemden yararlanılır. Bu tin sistemlerin bir prototipi, kimyasal işlem görmüş bir filmin önce zemine uygulanması ardından ultraviyole ışık sayesinde incelenmesi prensibiyle çalışıyor. Kimyasal imza mevcut değilse, film floresan özelliğini koruyor. Ancak patlayıcı varsa, filmin üzerinde o bölgede koyu bir daire beliriyor. Bir diğer araştırma yönteminde de mikrodalgalar ve uzaktan titreşimli sensörler kullanılıyor.
METAL DEDEKTÖRÜ
Metal dedektörü sonar gibi çalışır. Değneğe benzer metal dedektörü cihazının ucunda, zemine elektromanyetik alan yayan bir sarmal bulunur Bozuk para ya da yüzük gibi metal cisimler, bu manyetik alana kendi elektromanyetik alanlarını yayarak karşılık verir Bunu algılayan bobin değneğin tepesindeki kontrol kutucuğuna sinyal gönderir. Sonuçta metal dedektörü, kullanan kişinin bir şey bulunduğunu anlayacağı bir sinyal -genelde aralıksız bip sesi- verir.Tabii çivi ya da metal parçalar gibi bir takım istenmeyen cisimler de dedektöre takılır.
KREDİ KARTI
Kaynak : Pixabay.com
Kredi kartınızın arkasındaki siyah çizginin – manyetik şerit- aslında bir tür mıknatıs olduğunu biliyor musunuz? Manyetik şerit, plastik bir film üzerinde bulunan yüzlerce minik manyetik parçacıktan oluşur. Üstlerinde, bankacılık standartlarına dayalı belirli formatlarda çeşitli miktarda ve türde bilgi taşıyan üç bant yer alır. Birinci bant, kartı veren kuruluş ve kart sahibi (yani siz) hakkında özel bilgiler taşır, ikinci bant, öncelikle finansal kurum tarafından kullanılır ve hesap bilgileri dahil çeşitli bilgileri içerir. Üçüncü şeridin nasıl kullanılacağını düzenleyen standartların olmaması nedeniyle kredi kartlarının çoğunda sadece bu iki şerit kullanılır.
Kredi kartları ve para kartlar günümüzde çok yaygınlaştı ve Online alışverişin ayrılmaz parçası haline geldi. Ama aslında Diners Club’ın birden fazla satıcıyla kullanılmak üzere çıkardığı bu kartlar 1950’lerden bu yana dolaşımdalar.
ÇİPLİ VE ŞİFRELİ KARTLAR
Kaynak : Pixabay.com
Mikroçipli kartların görevi, bilgileri depolamaktır. Kart bir okuyucuya yerleştirildiğinde, iki elektronik bağlantı akım yaratır ve satış noktası sistemi aracılığıyla bilgiyi onaylamak ve işlem yapmak üzere aktarır.Bu kartların okuyucu parçaları pahalı olsa da çipli sistemin güvenilirlik ve evrensellik avantajının maliyetini karşılayacak nitelikte olduğunu söylemek gerekir. Mikroçipli kartlar halihazırda Avrupa’da yaygın olarak kullanımda. ABD bankaları da son dönemlerde manyetik şeritli kartlardan uzaklaşmaya ve onun yerine şifreyle çalışan mikroçipli kartlar çıkarmaya başladı.
MANYETİK REZONANSLI GÖRÜNTÜLEME (MRI)
Kaynak : Pixabay.com
Günlük yaşamımızda manyetizmanın gücünden öyle farklı alanlarda yararlanmayı başardık ki insan bedeninin içine bakıp, onu daha önce hayal dahi edilmeyecek yöntemlerle inceleyebiliyoruz. MRI’da, metal bobinli bir tüpün içinde manyetik alan oluşturulur ve insan vücuduna radyo dalgaları gönderilir. Vücutta bol bulunan hidrojen atomları normalde gelişigüzel yönlerde sürekli döner. MRI tarafından oluşturulan manyetik alana maruz kaldıklarındaysa bu atomlar manyetik alanın yönüne göre, kuzeyden güneye düzgünce dizilir. Ancak tüm hidrojen atomları bu şekilde dizilmez. Ardından bir radyo dalgası gönderilince, sıraya dizilmeyen bu atomlar zıt yönde dönerler. Radyo dalgası kesildiğinde, atomlar normal konumlarına geri döner ve aynı esnada enerji açığa çıkarırlar. MRI cihazının algıladığı işte bu enerjidir ve sonuç vücudun incelenen bölümünün üçboyutlu bir görüntüsüne çevrilir, icat edildiği 1977 yılından bu yana yaralanmalardan kansere ve hatta multipl skleroz (MS) hastalığına kadar farklı hastalıkların müdahalesiz teşhis ve tanısına olanak sağlayan MRI, tıp alanına büyük katkılarda bulundu.
RENKLİ TELEVİZYON
Kaynak : Pexels.com
Günümüzde herkes sadece plazma ve LCD ekran gibi düz ekran televizyonlar satın alıyor ama aslında 50 yıl boyunca CRT (katot ışınlı tüp) ekranlar renkli televizyon aleminin tek hakimiydi. CRT ekranda katot, yani negatif terminal, vakum bir ortam yaratacak şekilde kapatılmış cam bir tüpün içinde ısıtılmış bir flamandır Işın, ısınmış katottan vakum ortama dökülen elektron akıntısıdır Elektronlar negatif oldukları için, anotlara yani pozitif terminallere doğru akarlar (zıtların birbirini çektiğini hatırlayalım).
Elektronlar odaklayıcı bir anot tarafından odaklanırlar. Ve ivmelendirici bir anot tarafından da ivmelendirilirler. Bu yüksek hızlı elektron demeti tüpün diğer ucundaki düz ekrana doğru yönlendirilir. Ekran fosforla kaplıdır Fosfor ışınıma maruz kaldığında görür ışığı, yani insan gözünün algılayabildiği ışığı yayar ve bu örnekte ışınım, elektron ışınıdır. Noktacıklar ya da şeritler şeklinde düzenlenen fosfor ışının çarpmasıyla kırmızı, yeşil ve mavi renklerde parlar.Tüpün etrafına sarılan bakır bobinler elektron ışını demetini ekranın üstündeki noktalara yönelten manyetik alanlar yaratır. Ekranda beliren renkler, ışının nasıl fırlatıldığına ve gölge maskesi denilen ikinci ekrandan nasıl geçtiğine bağlıdır.
PLAZMA LCD VE LED EKRANLAR
Kaynak : Pexels.com
Tüplü televizyonların kalkmasında en önemli etken ekranların hacmi ve ağırlığıydı. Yerine gelen en yaygın üç ekran tipi -plazma, LCD ve LED ekranlar- hem daha incedir; hem de daha az enerji harcar. Renkleri gösterme konusunda üçü de tüplü ekranla aynı teknolojiden yararlanır. Elektronlar; açığa çıkardıklar enerjiden yararlanılarak ekranı aydınlatmakta kullanılacak şekilde etkinleştirilir. En önemli fark elektronların depolanma yöntemidir. Bir plazma ekran, ksenon ve neon atomlarıyla doldurulmuş gazın oluşturduğu bir plazmadır. LCD ekranlar noktacıklar yerine minik floresan lambalarını aydınlatın LED ekranlar iki polarize film arasında kalan elektronlar harekete geçirerek çalışın LCD ekranlar televizyon dışında bilgisayar monitörlerinde, elektronik görüntülemede ve başka cihazlarda da yaygın olarak kullanılın LED ekranlar genellikle trafik ışıklarında, ışıklı süslemelerde ve iç mekân aydınlatmasında kullanılın Gelecek vaat eden bir diğer teknoloji de organik ışık yayan diyotlardır (OLED).Yüksek kalitede daha ince ve hafif ekranlara olanak verdiği için, elde taşınır cihazlarda daha şimdiden tercih edilmektedir
