Uzun zaman kullanımlı medikal implant malzeme kullanımında sadece sınırlı sayıdaki elastomerler biyo-kararlılık ve biyo-uygunluk göstermektedir. 30 yıldan uzun bir süre boyunca implant malzemede iki biyomalzeme yaygın olarak kullanılmıştır.

Bunlar, çapraz bağlı silikon kauçuk ve termoplastik poliüretandır (TPU). Uzun süreli implant kullanımlarda fiziksel dayanıklılık ihtiyacını karşılayan ürünlerde TPU’ lar ve benzer özellikte çözücü tip kısımlı poliüretanlar (SPUs) tercih edilmiştir.

Günümüzde, elastomer biyomalzemelere ait kararlılık, sertlik ve biyo-uygunluk gibi özelliklerle ilgili sürekli bir gelişim vardır.
Bu da uzun implant kullanımlarının olduğu hassas malzemelerdeki gelişimleri işaret etmektedir.

Bu polimerler vasküler sistem, kardiyo-destekleyici malzemeler, kalp kapakçıkları, eklemlerdeki bozuklukları gideren / tamir eden malzemeler, ürolojik implant malzemeler, elektriksel sinyal ileticiler ve katheder gibi birçok yerde kullanılmaktadır.

Medikal malzeme çeşidi olarak bir de kısa zaman kullanımlı implant malzemeler vardır. Günümüzde, iyi hafıza ve düşük modülüs gibi iyi özellikleri yanında protein bazlı alerjik reaksiyonlar gibi istenmeyen etkilere sahip olan doğal kauçuk lateksinin yerini alacak yeni polimerler araştırılmaktadır.

Şimdi; silikon, kauçuk ve TPU’ nun özelliklerini içeren hem uzun zaman kullanımlı implant malzemelerde hem de lateks görevi gören kısa zaman kullanımlı malzemelerde kullanılan yeni bir malzeme sınıfı olan termoplastik silikon poliüretan kopolimerleri inceleyeceğiz.

Silikonlar

Silikonların, implant malzemelerde biyo-kararlı ve biyo-uygun olduğu; ayrıca düşük sertlik ve düşük modülüs değerleri içerdikleri için çeşitli malzeme uygulamalarında kolaylık sağladığı uzun zamandır bilinmektedir.

Konvensiyonel silikon elastomerler, oldukça yüksek uzama değerlerine sahiptir. Ancak, bu sadece düşük ya da normal gerilme kuvveti değerleri için geçerlidir.
Gerilme-uzama eğrisinin altındaki alan hesaplandığında çoğu biyomedikal silikon elastomerlerin sertliğinin yüksek olmadığı görülmektedir. Silikonların biyomalzeme olarak kullanılmasında, kesme büyümesi olması ve dolduruculara takviye gerekmesi gibi özellikler ufak tefek dezavantajlar olarak gösterilebilir.

Konvensiyonel silikon elastomerlerden malzeme üretiminde istenen özelliklere sahp ürün elde edebilmek için kovalent çapraz bağlamaya gerek duyulur. Lineer ya da dallanmış silikon (polidimetilsiloksan (PSX) ) homopolimerler oda sıcaklığında viskoz sıvı ya da esnek katı kıvamındadır. Malzeme içeriklerinin üretimi, komşu polimer zincirdeki kimyasal bağların oluşumu için çapraz bağlanma içermelidir. Bu sonsuz bağlantı polimere kauçuk elastikiyetini ve fiziksel-kimyasal özelliğini verir.

Ekstrüde edilebilir ve kalıplanabilir silikon stoklarında çapraz bağlama, polimer yapısındaki vinil gruplarına peroksit içerikli serbest radikal eklenmesi ya da LIM sistemi diye adlandırılan, uçtaki vinil gruplarına platin katalizörlü Silan (- Si – H)eklenmesi şeklinde olur. Belirli düşük dirençli (RTV) silikon yapıştırıcılar oda sıcaklığında kondenzasyon reaksiyonlarıyla vulkanize edilir. Buradaki işlem – Si – OH ya da silanoller oluşturma amacıyla bir asit ya da alkolün çıkarılması ve daha sonra da su çıkışıyla silanollerin yoğunlaşarak – Si – O – Si (siloksan) yapıya dönüşmesi ve üç boyutlu bir bağ oluşturmasıdır.
Çapraz bağlama ya da vulkanizasyon işlemleri her nasıl etkilerse etkilesin işlem sonunda elde edilen termoset silikon daha sonra tekrar çözündürülemez ve eritilemez. Bu da termoplastik biyomalzemeye oranla, uygulanabilecek post fabrikasyon işlemlerinin sayısının azalması anlamına gelmektedir. Bu nedenle de; termal şekillendirme, bükme, inceltme, radyo frekanslı kaynak kullanma, ısı yalıtımı yapma, çözücü kullanma gibi yararlı post fabrikasyon metodlarının kullanımı konvensiyonel silikon elastomerlerden malzeme üretiminde uygun değildir.

Termoplastik Poliüretanlar

Çapraz bağlı silikon kauçuklara karşın birçok poliüretan elastomer doğada termoplastik yapıdadır. Bu yüzden de, polimerin eritilerek ya da çözündürülerek tekrar şekillendirilmesini sağlayan işlemler poliüretan elastomerlere rahatlıkla uyglanabilmektedir. Tipik bir biyomedikal TPU’ nun yapısı zor eriyen sert üretan kısımlar ve sıvımsı yumuşak kısımlardan oluşmaktadır. Sert kısım, çoğu zaman bir aromatik ya da alifatik diizosiyanat ve düşük molekül ağırlıklı geniş zincirli bir dialkol ya da diolün reaksiyonu sonucu oluşan üründür. Biyomalzeme olarak kullanılan TPU’ larda yumuşak kısımlar genellikle hidroksil (OH) içeren (polieter ya da polikarbonat) poliollerden oluşmaktadır.

İzosiyanatlar ile kalan üretan gruplarının reaksiyonu, TPU’ nun yapısındaki az seviyedeki kovalent çapraz bağlanmaları sağlayan allofanat gruplarını oluştururken; izosiyanat (-NCO) ile hidroksilin reaksiyonu sonucunda bir üretan gup oluşur. TPU ısıtıldığında, polimeri kullanım sıcaklığında bir arada tutan hidrojen bağlı sert kısım ile herhangi çapraz bağlı allofanat disosiye olarak polimerin sıvılaşmasını ve akmasını sağlar. Bir kere bu çapraz bağlar parçalandıktan sonra da polimere farklı şekillendirme işlemleri rahatlıkla uygulanabilir. Soğutma ya da çözücünün buharlaştırılması sonucunda sert kısım, hidojen bağlarıyla tekrar yumuşak kısımla birleşir. Böylece poliüretan elastomeri orijinal özelliklerini geri kazanmış olur.

Konvensiyonel polieter ve polikarbonat TPU’ ları; yüksek uzama ve sert, yüksek modülüslü elastomer oluşturmak için yüksek gerilme direnci gibi mükemmel fiziksel özelliklere sahiptir. Doğal kauçuk lateksi inch2 başına birkaç yüz pound’ luk bir modülüse sahipken, 80A aromatik polieterüretan 2000 psi’ den büyük bir modülüs değerine sahip olabilir. Diğer yandan, aromatik polieter TPU’ lar mükemmel bir bükülme zamanına, 5000 psi (34 Mpa)’ dan fazla bir gerilme direnci ve % 700′ den fazla bir son uzama değerine sahip olabilir.Aromatik polieter TPU’ lar sürekli bükülmenin olduğu; ventriküler destek malzemeleri, intraaortik balonlar ve yapay kalp elemanları gibi kronik implant malzemelerde kullanılır.

Biyomedikal TPU’ larda kullanılan iki çok önemli diizosiyanat, aromatik difenilmetan diizosiyanat (MDI) ve onun hidrojenli hali (HMDI ya da H12MDI)’ dir. Özellikle vücut sıcaklığında sıvı bir çevre olan kan ya da dokulardaki özellikleri karşılaştırıldığında MDI’ dan oluşan sert kısımlı TPU’ ların HMDI’ dan oluşanlara göre daha üstün fiziksel özellikler ve kimyasal dayanıklılık gösterdiği gözlenmiştir. Değişik oranlardaki sert kısım içerikli TPU’ ların sentezi sırasında farklı sertlik, modülüs, gerilme direnci ve uzama değerlerinde büyük bir polimer ailesi üretilebilir. Malzeme uygulamalarında da aynı aileye ait ama farklı özelliklere sahip TPU’ ların kullanımı tasarım ve üretimde çok yönlülüğü, çok çeşitliliği getirmektedir.

buzlu.org

Toprak, insana hayatının iki temeli olan ekmek ve sudan başka gerekli bir maddeyi daha, tuzu da sağlar. Bu maddenin öteden beri beslenmede önemli bir yer tuttuğunu ve uzun zaman tuzdan yoksun kalmanın organizmada ne gibi düzensizliklere yol açtığını biliyoruz. Tuzun, yalnız beslenmede değil toplumsal hayatta da büyük rol oynadığını gösteren olaylar çoktur. Sözgelişi Fransızca’daki Salaire, İngilizce’deki Salary kelimesini bir göz önüne alalım: Bu kelime Roma lejyonerlerinin ücretlerinin bir kısmını tuz (sel) olarak almalarından gelmektedir. Bu madde gerçekten birçok ülkede para yerine geçiyordu ve en uzak çağlardan beri devletin tekelinde olup birçok yerlerde ‘tuz vergileri’ konmuştu. Tuz, bazen buharlaştırma yoluyla deniz suyundan bazen tuz kayalarından çıkartılır.

XIX. yüzyıla kadar tuz, mutfaklarda ya da et ve balık tuzlama işinde kullanılırdı. Ama Leblanc’ın sodyum karbonatı hammadde olarak kullanmaya başlaması üzerine, yeni doğmakta olan kimya sanayinin temel maddesi haline geldi.

Kimya sanayii böylece Leblanc yönteminin gerektirdiği ikinci elemanı, yani sülfürik asidi de imal etmeye koyuldu. Bu madde Arap simyacıları tarafından bulunmuştu ve Fransa’da Devrim sırasında biliniyordu. Ancak kullanıldığı yerler sınırlıydı. Kemirici bir madde olduğundan, yalnız boyacılıkta yararlanılan bazı maddelerin hazırlanmasında, altın ve gümüşü arıtmada, bazen de organik kalıntıları yok etmekte kullanılmaktaydı. Belli sanayi dallarında kullanılan sülfürik asit içi kurşunla kaplanmış odalarda imal edilirdi. Bu odalarda kükürdü yakarlar ve elde edilen kükürtlü anidriti sudan geçirerek sülfürik asit elde ederlerdi.

Bu imal şekli uzun süre İngilizlerin sırrı olarak kaldı. Ama şiddetle ihtiyaç duyulan bu madde elbetteki günün birinde öteki ülkelere de sızacaktı. Halk dilinde zaçyağı diye bilinen bu maddeyi imal eden ilk fabrika 1766′da Rouen’de kuruldu. Kullanma yerleri gittikçe artıyordu. Demire dökerek balonlar için gereken hidrojeni elde ediyorlar ve kibrit imalinde kullanıyorlardı. Derken imparatorluk döneminin ablukası gelip çatınca, Sicilya’dan gelen bir ithal malı olması nedeniyle görülmemiş bir fiyat yükselişi oldu. Bunun üzerine, kükürdün yerini tutabilecek başka bir madde bulma zorunluluğu başgösterdi.

1810′da Peregrine Phillips adlı bir İngiliz, kükürtlü anidriti, İspanya’dan getirilen ve tabii demir sülfüründen başka bir şey olmayan piriti platinde ısıtmak yoluyla elde etti. Pirit bol bir hammaddeydi; kurşun odalar da artık yeterince geliştirilmiş olduğundan, 1838′den başlayarak bütün sodyum karbonat ve süper fosfotlar talepleri karşılayacak miktarda sülfürik asit imal edilmeye başlandı.

Kaldı ki, bu maddeyi arayanlar yalnız Leblanc yöntemiyle sodyum karbonat ve suni gübre imalcileri ya da boyacılar ve değerli madenleri işleyenler değillerdi. Güçlü ve ucuz bir kimyasal etken olduğundan sayısı gittikçe artan alanlarda bir reaksiyon etkeni olarak da aranmaktaydı. Henüz emekleme döneminde bulunan organik kimyada bile belli başlı rol oynamaya başlamıştı.

Şeker, eritilmiş domuz yağı, alkol, üre gibi organik maddelerin esrarlı bir “hayat gücüne” sahip oklukları sanıldığından bunlar organik olmayan maddelerden ayrı tutulmaktaydılar. Bununla birlikte, kimyacılar bu maddeleri de her türlü analize tabi tutmaktan geri kalmadılar. Genç bir Fransız kimyacısı “Recherches chimiques sur leş corps gras” “Yağlı Maddeler Üzerinde Araştırmalar” adlı eserinde (1823) hayvansal ve bitkisel yağların, yağlı asitlerle gliserin bileşiminden meydana gelen kimyasal maddeler olduklarını kanıtladı.

Eugene Chevreuil (1786-1889) adlı bu genç kimyacı Charlemagne Lisesinde kimya öğretmeniydi ve Vauquelin’in yönetimindeki kimyasal maddeler fabrikasında çalışmaktaydı. 1823′te eserinin yayınlanması üzerine profesör olarak Gobelins Fabrikasına atandı ve orada yeteneklerinin ürünlerini verme imkânlarını buldu.

Yağlı asiti bir bazın üzerine uygulayarak sabun elde ediliyordu. Böylece bilimsel bir temel kazanan sabun sanayii, randımanını olduğu kadar ürünlerinin niteliğini ve çeşitlerini de artırdı. Baz olarak potası alındığında yumuşak, sodyumu alındığında sert sabun elde ediliyordu. İşte bundan sonradır ki, tuvalet sabunları ev ya da sanayi sabunları gibi özel kullanışlı sabunlar imal edilmeye başlandı.

Bu çalışmaların ikinci önemli sonucu mumların kalıplanmasında asitstearikin kullanılabilmesi oldu. Bu işi gerçekleştirme hevesine kapılan bilgin Paris’te bir fabrika açtı. Herkes, beyaz ve saydam bir ışık veren o hem süslü, hem ucuz mumlan kapışmaya başladı. Gariptir; tatsız bir konu olarak kabul edilen kimya bilimi insanları doyurma işinden sonra öteki alanlara da elini uzatacak kadar yararlı bir bilim dalı haline gelmeye başlamıştı.

Ya fotoğrafı? Onu insanlara armağan eden de kimya bilimi olmadı mı? Bu teknik objektifine kadar her şeyini kimya bilimine borçludur. Önce her işe elverişli adi camı gerçekleştirmiş, bundan sonra kullandığı maddelerin bileşimlerini ve oranlarını değiştirmek yoluyla çeşitli niteliklerde camlar meydana getirmiştir. Fotoğraf objektifleri, astronomik dürbünler, gözlükler, mikroskoplar, spektroskoplar, jeodezik ve topografik camlar gibi cam ve şişeden çok farklı niteliklerde ve kullanışta gereçler yaratmıştı.

Bunların yaratıcıları modern optik camların bulucusu İsviçreli Pierre-Louis Guinand (1748-1824), Alman Cari Zeiss (1816-1888) ve Ernest Abbe (1846-1907) oldular. Bunlardan birincisinin torunları Paris’te optik araçlar fabrikası kurdu, ikincisi de bilimsel kaliteyi ve üretimi geliştirdi.

buzlu.org

2. Dünya Savaşı bittiğinde savaşı kaybetmiş olan Almanya ve başkenti Berlin işgal kuvvetlerice Amerikan, Fransız, ingiliz ve Sovyet bölgesi olarak 4′e bölünmüştü. Kısa süre sonra Batı ittifakı benzer şekilde olan yönetim birimlerini birleştirdi ve tek bir yönetim bölümüne dönüştü. sovyetler ise bu birleşmeye karşı çıktı. Batılı işgal kuvvetleri Versailles’dan ders almış ve Almanya´yı tekrar inşaya girişmişken Sovyetler intikam duygusuyla hareket etti ve Doğu Almanya´daki Almanları cezalandırmaya girişti.

Ekonomisi çok kötü, siyasi yönetimi aşırı otoriter olan doğu almanya’dan batı’ya kaçışlar başlamıştı. Sovyetlerden kaçış büyük ölçüde Berlin’den gerçekleşiyordu. Zamanla tel örgü ve mevzuat değişiklikleri de batıya kaçışı engelleyemez duruma gelmişti.
Sovyetler, Bati Berlin’i Sovyetlerin içinde bir fesat yuvası, kapitalizm’in kalesi, karşı propaganda merkezi olarak gördüğü için Berlin Duvarı’nı örmeyi çözüm olarak benimsedi. Duvarin kendisi 1961′de kurulmustur ancak Dogu ile Bati Almanya arasindaki kati sinir daha 1952′de çizilmisti.

Amaç, sistemin ihtiyaç duydugu ama sisteme ihtiyaç duymayan egitimli ve genç insanlarin kaçmasini engellemekti. Ancak yalnizca Berlin metrosu yoluyla 1955 yilina kadar 1950′lerin basinda büyük bir ekonomik büyüme yakalayan Bati Almanya’ya 270.000 insan kaçmistir. Berlin Duvari bunun üzerine dönemin SED lideri Walter Ulbricht’in bir seyler yapilmasi gerektigi konusunda Sovyet liderlerine danismasi ve onaylarini almasi sonucu kurulmustur.

Duvar Doğu Almanya’nın gittikçe daha da kötüleşen ekonomisine ek olarak, genç ve eğitimli kesimin de Batı Berlin’e sürekli geçiş yapmasıyla (1949-1961 yılları arasında sayıları 2.6 milyonu bulmuştur), Doğu Almanya meclisinin kararıyla 12-13 Ağustos 1961’de bir gecede örülmüştür.

Planları tamamiyle gizlilik içinde gerçekleşmiştir. Öyle ki SED genel sekreteri Walter Ulbricht’in 15 Haziran 1961’de, Doğu Berlin’deki bir konferansta Batı Berlinli muhabir Annamarie Doherr’in sorusuna verdiği yanıtta geçen “Niemand hat die absicht, eine mauer zu errichten” (kimsenin bir duvar inşa etmeye niyeti yok) cümlesi bunun açık kanıtıdır. Duvarın ilk oluşturulan hali geçişleri engellemeyince yükseltilmiş mayın tarlaları köpekli askerler gözcü kuleleriyle geçiş tamamen engellenmiştir.

1961 yilinda Berlin Duvari’nin yerine önce tel örgu çekildi. Daha sonra bu örgünün yerine bugün bilinen Berlin Duvari insa edildi ve bu tel örgü duvarin üstüne tekrar çekildi. Dogu ve Bati Berlin’in arasindaki bu duvar, aslinda biri 3.5 digeri 4.5 metrelik iki celik parcadan olusuyordu. Dogu tarafinda bakan duvar kacmaya yeltenecek insanlarin kolay gorunmesi icin beyaza boyanmisti. Buna karsilik Bati Almanya’ya bakan taraf ise grafiti ve cizimlerle doluydu. Dogu kisminda duvar boyunca yerde celik kapanlar ve mayin tarlalari bulunuyordu; her iki tarafa da yuksek gozetleme kuleleri ve lambalar konmustu. Dogu tarafinda motorsikletli ve yaya polisler ve kopekler de kontrol halindeydi. tum bu kontrol ve gozetlemelere ragmen, yaklasik 5000 kisi tuneller, evde yaptiklari balonlar ve bunun gibi yollarla, Dogudan Batiya kacmayi basardi.

buzlu.org

Prenses Stepan Arkadyeviç, Oblonski (Kibarlar dünyasında Stiva derlerdi ona) kalktığında karısıyla değil de çalışma odasında uyuyordu. Neden yatak odasında değil de buradaydı. Yatak odasına gittiğinde bir mektup buldu. Doli bunu okumuş kaskatı yüzle Stepan Arkadyeviç’e bakıyordu.

Oda uşağı elinde bir mektupla içeri girdi. Stepan mektubu okuduğunda Anna Ardedyevna’nın yani kız kardeşinin yarın buruya geleceği yazıyordu. Uşak sevindi. Anna’nın bu karı ve kocayı barıştırmak için geleceğini biliyordu. Stepan Arkadyevra’ın odada bulunan mektup Doli’nin eline geçmişti. Doli’nin çocukların dadılarıyla bir şeyler çevirdiğini anlamıştı. Stepan Arkadyeviç karısıyla küstüler. Ama Anna’nın geleceğini ona nasıl söyleyecekti. Stepan Arkadyeviç Doli’ye gelerek çekingeç bir sesle: “Doli Anna bugün geliyor dedi.” Doli, bunu soğukkanlılıkla karşıladı.

Stepan Arkadyeviç bazı yetenekleri sayesinde iyi bir eğitim görmüştü, ama işe sap olamamıştı. Anna’nın kocası Alaksay Alaksandroviç sayesinde bir memur olmuştu. Stepan Arkadyeviç çalışma odasına girdiğinde Levin’in odada olduğunu gördü. Levin Stepan Arkadyevi’in en iyi arkadaşı ve Kiti’yi yani Doli’nin kardeşini seven biriydi. Levin Kiti’ye sahip olmak için geldi.

Genç prenses Kiti 18 yaşındaydı. İyi bir eğitim görmüştü. Levin ona delicesine aşıktı ve onla evlenmek istiyordu. Kiti Levin’in geldiğini öğrenince heyecanlandı. Ama işte bir de Vroski ortaya çıktı. Vroski subaydı. Vroski de Kiti’yi seviyordu. Onunla evlenmek istiyordu.

Kiti ikisi arasında kalmıştı. Prenses ve Prens kızlarının Doli’nin evliliğinde düştüğü durumlara düşmek istemiyordu. Gerçekten kızlarına ait gerçek kişinin kim olduklarını bilmiyorlardı. Ama Vroski’yi daha çok seviyorlardı. Kiti artık bu durumlar yüzünden depresyona girmişti. Prens, Vroski ile Levin’i evlerine çağırdı. İkisi arasında bir seçim yapacaklardı. Prenses beklemiyordu. Vroski söze başladı. İlk sözü Kiti’ye evlenme teklifiydi. Levin ilk atağı yapamadığı için kızararak sustu. Kiti Levin ile Vroski’yi birbirine tanıştırdı. Ama ikisi de bundan hiç hoşlanmamıştı.

Kiti’nin arkadaşı Kontes Nardson Vroksi’den yanadı. Levin’den hiç hoşlanmamıştı. Uzun uzun konuşmalar sonunda Levin’in artık canı….
Artık gitmek istiyordu. Kendi kendine hiç olmayacak bahaneler uyduruyordu. Prens ve Prenses Kiti’nin Vroski ile evlenmesini canı gönülden istiyordu.
Vroski eve gelince kapısının üstünde bir telgraf vardı. Bu telgrafı açıp okuduğunda ise annesinin sabah treniyle geleceğini onu almasını yazıyordu. Vroski sabah kalkıp giyindi. İlk işi annesini almaya gara gitmek olmuştu. Vroski’nin annesinin geldiği trenle Anna da vardı. Vroski’nin annesi Anna’yı çok beğenmişti. Yolda uzun uzun konuşarak geldiler.

Trenden indikten sonra Anna bir taksiye binerek Obloskilere doğru yol aldı. Eve gelince Anna Doli’nin yanına gitti. Doli’yi hayranlıkla kucakladı. Bu olan olumsuz davranıştan dolayı Doli’yi teselli etmek için gelmişti Anna. Doli Anna’ya bu olumsuz davranışın nasıl olduğunu anlattı. Bağa bir konuşmadan sonra Anna yoldaki yolculuğundan Doli’ye bahsetti. Anna yolda Vroski’nin annesi ile birlikte geldiğini ve ona hayranlık duyduğunu anlattı.

Vroski’yi de çok beğenmişti. Bunu duyan Kiti sinirlendi.
Putarbusta bir balo vardı. Kiti pembe tuvaleti içinde harikaydı. Vroski Anna’yı valsa davet edince Kiti özellikle şaşırdı ve sinirlendi. Neden sevdiği kişiyi valsa kaldırmıyordu Anna’yı kaldırıyordu.
Anna Arkadyevna balonun ertesi günü kocasına telgraf yollayarak oraya geleceğini bildirdi. Vroski bunu duyunca üzüldü. Anna’nın peşinden oda gitmeyi düşündü. Vroski ve Anna aynı trene binerek hareket ettiler. İkisi de o gün uykusuzdu uyuyamıyordu. Sonlara doğru son gördüğünde Anna trenin merdiveninden iniyordu. Artık gelmişlerdi. Karşısında Anna’nın kocası vardı. Vroski onu ilk defa görüyordu. Anna Vroski’nin ona baktığını görünce Vroski’yi kocası ile tanıştırdı.

Kış sonuna doğru Kiti’nin sağlığı Scestskileri öylesine düşündürmeye başlamıştı. Kiti’nin sağlığı öylesine kötüydü. Yemiyor, içmiyor, konuşmuyordu. Bu hastalığın Kiti’nin hayatında bulunan değişikliklere bağlıyordu doktorlar. Levin Kiti’nin sağlığının bozulduğunu duyunca çok üzüldü. Hastalığının hafif bir kızıl geçirmesi olunca biraz rahatlamıştı.

Puterburs’ta aslında üç büyük sosyete vardı. Birinci sosyetede Anna’nın kocasının bulunduğu “Resim Grubu’dan” oluşuyordu. İkinci sosyetede ise orta grup kişiler vardı. Üçüncü grup ise Belsi’nin bulunduğu grup idi. Anna hep bu grupta bulunuyordu. Anna git gide Vroski’den hoşlanmaya başlıyordu. Vroski’de ondan hoşlanıyordu.
Aleksay Aleksandroviç Anna’nın Vroski’ye göstermiş olduğu ilgiden pek hoşnut değildi. Anna hep akşamları eve geç dönüyordu. Aleksay bu yaşamın artık böyle sürüp gideceğini biliyordu. Anna Vroski’yle beraber olmak istiyordu ama oğlunu düşünüyordu.

Vroski, Anna’nın huylarını öğrenmişti. Hep beraber olup konuşuyorlardı. Anna gebeydi. Bir kız çocuğu olacaktı. Vroski’yle birleşmemesi için bir nedendi bu ama onlar birbirini seviyorlardı. Aleksandroviç içkiye çok düşkün bir insandı. Bu konularla ilgili aklına bir şey gelince başlıyordu içmeye.
Anna Vroski’yi çok seviyordu. Anna Vroski’yi hep dama çıkıp onun gelmesini bekliyordu.
Levin bu olan durumlardan artık kafasını dinlemek için bir çiftliğe gitmiş yaşını burada sürdürmek istiyordu. Burası bir köydü ama şehre bin basardı. Levin’in abisi Sergey İvonoviç onu ziyarete gelecekti. Levin köylülerle İMC işini yapmayı çok seviyordu. Sabahın ezanında kalkıp köylülerle birlikte iş yapmaya bayılıyordu. Sergey tembeldi. Levin gibi sabahın köründe kalkıp işe gitmez; otururdu. Hiç iş yapmasını sevmezdi.
Vroski’yle Anna’nın hayatları iyice düzene girmişti. Birbirlerini çok seviyorlardı. Anna 9 ayını doldurmuştu. Artık doğum yapma zamanı gelmişti. Anna hep yatıyordu çünkü doğumu çok yakındı. Aleksay hep onun yanında bekliyordu. Anna’nın doğum zamanı geldi o gün bol bol çığlıklar yükseliyordu. Vroski kapıyı açtı hemen eve girdi. Aleksay Anna’nın yanındaydı. Onu görünce sinirden küplere bindi. Vroski kendinden geçmişti. Bir taraftan Anna’nın çığlıkları yükseliyor, diğer taraftan kafasının ağrısından duramıyordu. Artık kendini vuracak duruma gelmişti. Elindeki tüfeğin tetiğine basarak kolunu sıyırttı.

Hemen hastaneye kaldırılan Vroski’nin durumu iyiydi. Kolundaki sargıyla Anna’nın yanına geldi. Anna doğurmuştu.
Anna’nın bir kızı olmuştu. Kızının adı Annii’di. Anna doğumundan altı ay sonra Vroski’yle Annii alıp kaçtılar. Anna Vroski’yi çok seviyordu. Anna Aleksey’le boşanmak istemiyordu. Çünkü ortada oğlu vardı. Onu bırakmak istemiyordu. Ama Vroski’yi de çok seviyordu. Vroski’yle birlikte baya bir yaşadılar. Anna oğlunu çok özlemişti. Oğlunu görmek için gizli gizli Aleksey’in evine gitti. Oğlunu gördü. Oğlu baya bir büyümüştü. Oğlunu görünce Anna ağlamaya başladı. Çünkü oğlunu çok özlemişti. Aleksey’i uyandırmadan hemen evden çıktı. Vroski’nin yanına giderek oğlunun bulunduğu şehrin daha ilerisine gitmeleri için yalvardı. Hemen toplanıp Moskova’ya yeni bir yaşam sürmeye gittiler. Anna ve Vroski yeni bir yaşam hayatına atıldılar.

Doli bulunduğu evde artık oturamaz duruma gelmişti. Evin her bir bölümü yıkılmıştı. Buradan taşınmaya karar verdi. Çocuklarını toplayarak yeni bir eve yerleşti. Kiti onu ziyarete gelecekti. Kiti gelmişti. Kiti’nin gelmesini duyan Levin hemen Doli’nin yeni evine gitti. Ona tek sözle evlenmek istediğini söyledi. Kiti’de onu seviyordu. Aralarında kararı verdiler. Evlilik hazırlıklarına başlandı. Kiti ve Levin evlenmişti. Mutlu ve huzurlu yaşamlarını görmüştü. Artık aralarında bir kıskançlık duygusu vardı. Kiti hamileydi. Levin şehre döndü. Erkek kardeşi olan Nikolay’ın hasta olduğunu öle yazıyor olduğunu bildirmişti. Levin hemen kardeşinin yanına gitti.
Çok geçmeden Nikolay öldü. Kiti’nin çocuğunu da görememişti. Aradan çok geçmeden Kiti’nin sancıları tuttu. Bir oğlu olacaktı. Oğlunun doğmasına çok sevinen Levin havada uçuyordu.
Stepan Arkedyaviç bölüşülecek arsayı bölüşmek için gitmiş olduğu Katras’da Doli için alacağı bu evde Doli’nin çok büyük hakkı vardı. Stepan’a bir dönümlük arsa düşmüştü. Stepan bu arsayı Doli’ye armağan etti.
Vroski’yle durumu bozulan Anna’nın aralarında bulunan antlaşmazlık onların durumlarını zayıflatmıştı. Artık Anna, Vroski’yle hayatı çekilmez olmuştu.

buzlu.org

Helyum (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), ksenon (Xe) ve radon (Rn) başlıca asal gazlardır. Helyum dışındaki diğer asal gazlar havanın bileşiminde bulunur.Helyum bazı radyoaktif maddelerin bozunma ürünü olarak da elde edilir. Asal gazların başlıca özellikleri şunlardır:
• Doğada element halinde bulunur.
• Normal koşullarda gaz halinde bulunur.
• Metallerle, ametallerle ve birbirleriyle bileşik oluşturmaz.
• Kararlı bir yapıya sahiptir.

Asal gaz atomlarının en dış enerji düzeyleri elektronla tam doludur. Bu durum asal gazlara kararlılık ve dayanıklılık verir. Helyum dışındaki diğer asal gazların dış enerji düzeylerinde 8 elektron bulunur. En dış enerji düzeyinde 8′den fazla elektron bulunamaz. Onun için başka atomlardan elektron alamaz. Bu 8 eloktron oynak (serbest) olmadığından elektron da veremez. Onun için iyonlaşmaz. Bu sebepten asal gazlar kararlı yapıya sahiptir. Helyumun ilk enerji düzeyinde 2 elektronu vardır. Bu düzey aynı zamanda en dış enerji düzeyidir. Ne elektron alır, ne de verir.


Kimyasal olaylarda atomlar, dış enerji düzeylerini 8′e tamamlamak ister. Bunun için de en dış enerji düzeylerini 8′e tamamlayacak sayıda ya elektron alırlar ya da elektron verirler. (Oktet Kuralı). Bazı atomlar da elektronlarını ortak olarak kullanır.
Periyodik tablonun en son grubunu oluşturan, tümü tek atomlu ve renksiz gaz halinde bulunan elementlerdir.
En dış yörüngeleri elektronlarla tamamen dolu olduğu için son derece kararlıdırlar ve tepkimelere eğilimleri de çok düşüktür. Bu davranışları nedeniyle de “soygaz” adını almışlardır. Atmosferde bulunurlar ve sıvı havanın damıtılmasıyla elde edilirler.
İlk keşfedilen soygaz, hidrojenden sonra en hafif element olan helyumdur. Radon, çekirdeği dayanıksız olan, radyoaktif bir elementtir.
Çok düşük olan erime ve kaynama noktaları, grupta yukarıdan aşağıya gidildikçe yükselir. İyonlaşma enerjileri, sıralarında en yüksek olan elementlerdir
Sembol: He

Atom numarası: 2

Atom ağırlığı: 4.002602 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz

Asal Gaz
p-blok elementi

1868 yılında Fransız Pierre Janssen ve İngiliz Norman Lockyer birbirinden bağımsız olarak helyumu keşfettiler.
1908 yılında Heike Kamerlingh Onnes 0.9 K’ de ilk sıvı helyumu elde etti.

Helyum atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır. Ayrıca helyum radyoaktif minerallerde ve Amerika Birleşik Devletlerinde tabii gazlarda bulunur. Helyum, sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonundan elde edilir.
Fiziksel Özellikleri
Yoğunluğu: 0.0001636 g/ml
Erime noktası: -272.2°C ( 0.95K)
Kaynama noktası -268.93°C (4.22K)
Molar hacmi: 21.00 ml/mol
Özgül ısı: 5.193 J/gK
Isı iletkenliği: 0.001513 W/cmK
Buharlaşma Entalpisi: 0.083 kJ mol-1
Kimyasal Özellikler
Elektronik konfigürasyonu: 1s2
Kabuk yapısı: 2
Elektronegatiflik: Bilgi yok
Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 31 pm)
İyonlaşma enerjisi
I. İyonlaşma Enerjisi 2372.3 kJ mol-1
II. İyonlaşma Enerjisi 5250.5 kJ mol-1
Oksidasyon sayısı: 0
İzotopları:
İzotop Yarılanma Süresi
3He Kararlı
4He Kararlı
6He 0.807 saniye
8He 0.119 saniye

Kullanım Alanı
• Sıvı roket yakıtı sıkıştırmada,
• En düşük erime ve kaynama noktasına sahip olduğunda bazı uygulamalarda,
• Zeplin ve balon gibi hava taşıtlarını şişirmede,
• Nükleer reaktörlerin soğutulmasında,
• Germanyum ve silisyum kristallerinin yapımında,
• Titanyum ve zirkonyum eldesinde,
• Makro ölçüde bile atomik özellik gösterdiğinde kuantum sıvısı olarak adlandırılan sıvı helyum manyetik rezonas görüntülemede (MRI) ve kanser teşhisi için MRE de
• Gaz kromotografisi cihazında inert taşıyıcı gaz olarak,
• Yarıiletken metalleri koruyucu gaz olarak kullanılmaktadır.
Reaksiyonları
Asal bir gaz olan helyum elektronik yapısı nedeniyle tamamen kararlıdır. İyonlaşma potansiyeli çok yüksektir. Diğer elementlerle bileşik oluşturma kapasitesine sahip değildir.

Sembol: Ne

Atom numarası: 10

Atom ağırlığı: 20.01797 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz

Asal Gaz p-blok elementi

Neon 1898 yılında William Ramsay ve Morris Travers tarafından keşfedilmiştir.

Neon atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır. Sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu soncunda saf olarak elde edilir.

Fiziksel Özellikleri
Yoğunluğu: 0.0008999 g/ml
Erime noktası: -248.59°C ( 24.56K)
Kaynama noktası –248.08°C (27.07K)
Molar hacmi: 13.23 ml/mol
Özgül ısı: 0.103 J/gK
Isı iletkenliği: 0.000491 W/cmK
Buharlaşma Entalpisi: 1.75 kJ mol-1

Neon

Kimyasal Özellikler
Elektronik konfügürasyonu: [He].2s2.2p6
Kabuk yapısı: 2.8
Elektronegatiflik: 4.50 (Sanderson elektronegatifligine göre)
Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 38 pm)
İyonlaşma enerjisi
I. İyonlaşma Enerjisi 2080.7 kJ mol-1
II. İyonlaşma Enerjisi 3952.3 kJ mol-1
III. İyonlaşma Enerjisi 6122 kJmol-1
IV. İyonlaşma Enerjisi 9371 kJmol-1
V. İyonlaşma Enerjisi 12177 kJmol-1
VI. İyonlaşma Enerjisi 15238 kJmol-1
VII. İyonlaşma Enerjisi 19999 kJmol-1
VIII. İyonlaşma Enerjisi 23069.5 kJmol-1
IX. İyonlaşma Enerjisi 115379.5 kJmol-1
X. İyonlaşma Enerjisi 131432 kJmol-1
Oksidasyon sayısı: 0
İzotopları
İzotop Yarılanma Süresi
18Ne 1.67 saniye
19Ne 17.22 saniye
20Ne, 21Ne, 22Ne Kararlı
23Ne 37.2 saniye
24Ne 3.38 dakika
25Ne 0.61 saniye

Kullanım Alanı
• Dalga metre tüplerinde,
• Televizyon tüplerinde,
• Renkli reklam aydınlatmalarında,
• Yüksek voltaj göstergelerinde,
• Paratonerlerde,
Helyum ile birlikte gaz lazerlerin yapımında kullanılmaktadır.

Reaksiyonları
Asal bir gaz olan neon elektronik yapısı nedeniyle tamamen kararlıdır. İyonlaşma potansiyeli çok yüksektir. Diğer elementlerle bileşik oluşturma kapasitesine sahip değildir

Sembol: Ar

Atom numarası: 18

Atom ağırlığı: 39.948 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Kokusuz gaz
p-blok elementi
1785 yılında havada argon olduğu ilk defa Henry Cavendish tarafından iddia edilmiş ve 1894 yılında Lord Rayleigh ve William Ramsay tarafından keşfedilmiş. İnert bir elementir. Gaz ve sıvı formda bulunabilir. Havada bulunur ve saf olarak havadan ayrıştırılması ile elde edilir.
Fiziksel Özellikleri
Yoğunluğu: 0.001784 g/ml
Erime noktası: -189.3 °C (83.8 K)
Kaynama noktası: -185.8°C (87.3K)
Molar hacmi: 28.5ml/mol
Elektrik iletkenliği(298K): 3.77×107 Ohm-1m-1
Isı iletkenliği(300K): 0.0001772 W/cmK
Özgül ısı: 0.520 J/gK
Kimyasal Özellikler
Elektronik konfigürasyonu: [Ne].3s2.3p6
Kabuk yapısı: 2.8.8
Elektronegatiflik: 3.31(Sanderson birimine göre)
Atomik Yarıçapı: 188 pm
İyonlaşma enerjisi:
I. İyonlaşma Enerjisi 1520.6 kJ/mol
II. İyonlaşma Enerjisi 2665.8 kJ/mol
III. İyonlaşma Enerjisi 3931 kJ/mol
IV. İyonlaşma Enerjisi 5771 kJ/mol
V. İyonlaşma Enerjisi 7238 kJ/mol
VI. İyonlaşma Enerjisi 8781 kJ/mol
VII. İyonlaşma Enerjisi 11995 kJ/mol
VII. İyonlaşma Enerjisi 13842 kJ/mol
Oksidasyon sayısı: 0
İzotopları:
İsotop Yarılanma süresi
36Ar Kararlı
38Ar Kararlı
39Ar 269 yıl
40Ar Kararlı
42Ar 32.9 yıl
Kullanım Alanı

Ampüllerin, floresans ışıkların , fotoğraf tüplerinin içerisinde
Titanyum ve diğer reaktif elementlerin üretiminde
İnert gaz olarak bir çok endüstride kullanılmaktadır.
Reaksiyonları
Argon’un bilinen bir reaksiyonu yoktur.

Sembol: Kr

Atom numarası: 36

Atom ağırlığı: 83.798 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz
Asal Gaz p-blok elementi

1898 yılında Sir William Ramsay ve Morris W. Travers tarafında keşfedilmiştir.
Kripton atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır. Kripton, sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu sonucunda saf olarak elde edilir.

Fiziksel Özellikleri
Yoğunluğu: 0.003708 g/ml
Erime noktası: –157.36°C ( 115.79K)
Kaynama noktası –153.22°C (119.93K)
Molar hacmi: 27.99 ml/mol
Özgül ısı: 0.248 J/gK
Isı iletkenliği: 0.0000949 W cm-1 K-1
Buharlaşma Entalpisi: 9.029 kJ mol-1

Kimyasal Özellikler
Elektronik konfigürasyonu: [Ar].3d10.4s2.4p6
Kabuk yapısı: 2.8.18.8
Elektronegatiflik: 3.00 (Pauling elektronegatifliğine göre)
2.91 (Sanderson elektronegatifligine göre)
Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 88 pm)
İyonlaşma enerjisi
I. İyonlaşma Enerjisi 1350 kJ mol-1
II. İyonlaşma Enerjisi 2350.4 kJ mol-1
III. İyonlaşma Enerjisi 3565kJmol-1
IV. İyonlaşma Enerjisi 5070 kJmol-1
V. İyonlaşma Enerjisi 6240 kJmol-1
VI. İyonlaşma Enerjisi 7570 kJmol-1
VII. İyonlaşma Enerjisi 10710 kJmol-1
VIII. İyonlaşma Enerjisi 12138 kJmol-1
IX. İyonlaşma Enerjisi 22274 kJmol-1
X. İyonlaşma Enerjisi 25880 kJmol-1
XI. İyonlaşma Enerjisi 29700 kJ mol-1
XII. İyonlaşma Enerjisi 33800 kJ mol-1
XIII. İyonlaşma Enerjisi 37700kJmol-1
XIV. İyonlaşma Enerjisi 43100kJmol-1
XV. İyonlaşma Enerjisi 47500 kJmol-1
XVI. İyonlaşma Enerjisi 52200 kJmol-1
XVII. İyonlaşma Enerjisi 57100 kJmol-1
XVIII. İyonlaşma Enerjisi 61800 kJmol-1
XIX. İyonlaşma Enerjisi 75800 kJmol-1
XX. İyonlaşma Enerjisi 80400 kJmol-1
XXI. İyonlaşma Enerjisi 85300 kJmol-1
Oksidasyon sayısı: 0
İzotopları :
İzotop Yarılanma Süresi
74Kr 11.5 dakika
75Kr 14.3 dakika
76Kr 14.8 saat
77Kr 1.24 saat
78Kr Kararlı
79Kr 1.455 gün
80Kr Kararlı
81Kr 210000 yıl
82Kr Kararlı
83Kr Kararlı
84Kr Kararlı
85Kr 10.756 yıl
86Kr Kararlı
Kullanım Alanı
• Floresan ampullerde ve dalga boyu standardı olarak morötesi (UV) lazerlerde ,
• Fotoğrafçılıkta çok seri patlayan flaşlarda,
• Kripton 85 izotopu, çeşitli katıların bünyesine yerleştirilerek kimyasal analizlerde kullanı
Reaksiyonları
Asal bir gaz olan kripton flor ile -196°C de kripton(II) florür bileşiğini oluşturur.
Kr(k) + F2(k) à KrF2(k)
Diğer elementleri ile bileşik oluşturmaz.
Sembol: Xe

Atom numarası: 54

Atom ağırlığı: 131.293 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz

Asal Gaz p-blok elementi
1898 yılında Sir William Ramsay ve Morris W. Travers tarafında keşfedilmiştir.

Ksenon atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır. Ksenon, sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu sonucunda saf olarak elde edilir.

Fiziksel Özellikleri
Yoğunluğu: 0.00588 g/mL
Erime noktası: –111.7°C ( 161.4K)
Kaynama noktası –108°C (165.1K)
Molar hacmi: 35.92 ml/mol
Özgül ısı: 0.158 J/gK
Isı iletkenliği: 0.0000569W cm-1 K-1
Buharlaşma Entalpisi: 12.64 kJ mol-1

Kimyasal Özellikler
Elektronik konfigürasyonu: [Kr].4d10.5s2.5p6
Kabuk yapısı: 2.8.18.18.8
Elektronegatiflik: 2.6 (Pauling elektronegatifliğine göre)
2.34 (Sanderson elektronegatifliğine göre)
Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 108 pm)
İyonlaşma enerjisi
I. İyonlaşma Enerjisi 1170.4 kJ mol-1
II. İyonlaşma Enerjisi 2046.4 kJ mol-1
III. İyonlaşma Enerjisi 3099.4 kJmol-1
Oksidasyon sayısı: 0
İzotopları
İzotop Yarılanma Süresi
122Xe 20.1 saat
123Xe 2 saat
124Xe Kararlı
125Xe 17.1 saat
126Xe Kararlı
127Xe 36.4 gün
128Xe, 129Xe, 130Xe, 131Xe, 132Xe Kararlı
133Xe 5.243 gün
134Xe Kararlı
135Xe 9.10 saat
136Xe 2.36×1021 yıl
İndirgenme Potansiyeli:
Kullanım Alanları
• Xe 133 izotopu bir çok uygulama alanında,
• Elektron tüplerinde, stroboskopik lambaların, bakteri öldürücü lambaların yapımında,
• Yüksek molekül ağırlığına sahip olması nedeniyle bir çok uygulamada kullanılmaktadır.

Reaksiyonları
Asal bir gaz olan ksenon, sadece flor ile 6 atm basınçta nikel bir reaktör içerisinde reaksiyon verir.
Xe(k) + 2F2(g) à XeF4(k)
Xe(k) + F2(g) à XeF2(k)
Xe(k) + 3F2(g) à XeF6(k)

Sembol: Rn

Atom numarası: 86

Atom ağırlığı: 222 g/mol

Oda koşullarında (25°C 298 K): Renksiz gaz

Asal Gaz p-blok elementi
Radon ilk olarak 1900 yılında Friedrich Ernst Dorn tarafından keşfedildi.

Radon atmosferde çok az miktarda bulunmaktadır. Radon, sıvı havanın fraksiyonlu destilasyonu sonucunda saf olarak elde edilir.

226Ra izotopunun bozunması sonucunda da elde edilir.
226Ra à 222Rn + 4He
Fiziksel Özellikleri
Yoğunluğu: 0.00973 g/mL
Erime noktası: –71°C ( 202K)
Kaynama noktası –61.7°C ( 211.3K)
Molar hacmi: 50.50 ml/mol
Özgül ısı: 0.094 J/gK
Isı iletkenliği: 0.0000364 W cm-1 K-1
Buharlaşma Entalpisi: 16.40 kJ mol-1
Kimyasal Özellikler
Elektronik konfigürasyonu: [Xe].4f14.5d10.6s2.6p6
Kabuk yapısı: 2.8.18.32.18.8
Atomik yarıçap: bilinmiyor (hesaplanan 120 pm)
İyonlaşma enerjisi
I. İyonlaşma Enerjisi 1037 kJ mol-1
Oksidasyon sayısı: 0
İzotopları
İzotop Yarılanma Süresi
211Rn 14.6 saat
212Rn 24 dakika
213Rn 0.025 saniye
214Rn 0.000027 saniye
215Rn 0.0000023 saniye
216Rn 0.000045 saniye
217Rn 0.0006 saniye
218Rn 0.035 saniye
219Rn 3.96 saniye
220Rn 55.6 saniye
221Rn 25 dakika
222Rn 3.8235 gün
Kullanım Alanları
• Deprem tahminlerinde,
• Hastanelerde radyasyon uygulamalarında,
• Bazı kanser türlerine karşı uygulanmaktadır
Reaksiyonları
Asal bir gaz olan radon sadece flor ile radon (II) florür bileşiği oluşturur. Fakat bu bileşiğin karakteri bilinememektedir

buzlu.org

1928–1995 Başlangıç
Karşıt maddenin tarihi Paul Dirac adlı genç bir fizikçinin matematiksel denkleminin garip çıkarımıyla başlar.
20. yüzyılın başlarında 2 önemli teori olan kuantum mekaniği ve görecelik teorileri fiziği temellerinden sarsıyordu. 1905 yılında Albert Einstein’ın meydana çıkardığı özel görecelik teorisi uzay-zaman ve kütle-enerji arasındaki ilişkiyi açıklıyordu. Bu sırada yapılan deneyler ışığın bazen dalga; bazen de küçük parçacık akımları halinde davrandığını gösteriyordu. Max Planck’ın önerdiği teoriye göre ışık dalgaları “kuanta” adı verilen küçük paketçikler halinde yayılıyordu, bu ışığın hem dalga hem parçacık halinde yayılması anlamına geliyordu.


1920′lerde fizikçiler atom ve bileşenlerine aynı kavramı uygulamaya çalışıyorlardı. 1920′lerin sonunda Erwin Schrodinger ve Werner Heisenberg yeni kuantum teorisini keşfettiler. Bundaki tek sorun teorinin görecelik teorisine uygulanabilir olmayışı yani sadece yavaş hızlardaki parçacıklar için geçerli olup ışık hızına yakın hareket edenler için sonuç vermemesiydi.

1928′de Paul Dirac problemi çözdü: elektron davranışını tanımlamak için özel göreliliği ve kuantum teorisini bir araya getiren bir denklem yazdı. Dirac denklemi, ona 1933 Nobel Ödülünü getirdi, aynı zamanda başka bir problem yarattı: x2=4 denkleminin 2 çözümü olduğu gibi (x= -2, x=2), Dirac denkleminin de biri pozitif enerjili diğeri negatif enerjili elektronlar için olmak üzere 2 çözümü vardı. Fakat klasik fiziğe ( ve sağduyuya) göre bir parçacığın enerjisi daima pozitif bir sayı olmaydı!

Dirac bunun, her parçacığın kendisiyle tıpatıp aynı ama yükü zıt olan bir karşıt-parçacığı olacağı anlamına geleceğini açıkladı. Mesela elektron için her yönüyle aynı ama pozitif yük içeren bir karşıt-elektron olmalıydı. Nobel konferansında karşıt maddeden oluşan tamamen yeni bir evrenin varlığını kurgulamıştı.

1930 – Doğanın Yardım Eli

1930′da gizemli karşıt parçacık avı başladı. O yüzyılın daha öncesinde, Victor Hess (1936 Nobel Ödülü sahibi) yüksek enerjili parçacıkların bir kaynağını keşfetmişti: kozmik ışınlar. Kozmik ışınlar, dış uzaydan gelen çok yüksek enerjili parçacıklardır. Dünya atmosferine çarptıklarında muazzam bir düşük enerjili parçacık sağanağı yaratırlar ki bunun fizikçiler için çok kullanışlı olduğu ispatlanmıştır.

1932′de Carl Anderson, CalTech’ten genç bir profesör, kozmik parçacık sağanağı hakkında çalışırken, pozitif yüklü ve elektronla aynı kütleli bir parçacığın bıraktığı izi gördü. Bir yıllık çalışma ve gözlemler sonucu, izlerin gerçekten karşıt elektron olduğuna ve her birinin kozmik ışınların etkisiyle kendi yanına bir elektron ürettiklerine karar verdi. Karşıt elektronlara pozitif yüklerinden dolayı “pozitron” adını verdi. Doğrulama kısa bir süre içinde Occhialini ve Blackett’ten geldi, böylece bu çalışma Anderson’a 1936 Nobel Ödülünü getirdi ve Dirac’ın öngörüsü doğrulanmış oldu.

Uzun yıllar kozmik ışınlar, yüksek enerjili parçacıkların tek kaynağı olarak kaldılar. Keşiflerin akışı durmadı ama beklenen karşıt parçacığın, karşıt protonun keşfi için fizikçiler 22 yıl beklemek zorunda kaldılar.

1954 – Güç Araçları

Karşıt proton araştırmaları 1940larda ve 50lerde laboratuar deneylerinin o zamana kadar ki en yüksek enerjili seviyelere çıkmasıyla kızıştı.

1930′da, Ernest Lawrance (1939 Nobel Ödülü sahibi) kiklotron denen proton gibi bir parçacığı onlarca MeV enerjiye çıkartan parçacık hızlandırıcıyı icat etti. Hemen ardından, karşıt-protonun bulunması için harcanan efordan dolayı hızlandırıcılar çağı başlamış oldu. Ve yeni bir bilim dalı olarak yüksek enerji fiziği doğdu.

California, Berkeley’deki Betatron’u 1954 yılında inşa eden yine Lawrence idi (o zamanlar BeV idi, şimdi GeV diyoruz). Betatron, 2 elektronu karşıt proton üretmek için en uygun yüzey olarak öngörülen 6,2 GeVluk enerjide çarpıştırabiliyordu. Aynı zamanda başlarında Emilio Segre olan diğer bir fizikçi grubu karşıt protonları saptamak için yeni bir makine tasarladılar ve yaptılar.

Ekim 1955′de büyük haber New York Times’ın ön sayfasından duyuruluyordu: “Yeni Atom Parçacığı Bulundu, Negatif Proton!”. Karşıt protonun keşfiyle Segre ve takımı (O. Chamberlain, C. Wiengand ve T. Ypsilantis) doğanın temel simetrilerinden birinin kanıtında başarılı olmuş oldular: madde ve karşıt madde.

Segre ve Chamberlain 1959 Nobel Ödülüne layık görüldüler. Sadece bir yıl sonra, Betatronda çalışan ikinici takım (B. Cork, O. Piccione, W. Wenzel ve G. Lambertson) karşıt nötronu bulduklarını duyurdular.

1965 – Karşıt Çekirdek

O zamana kadar atomu oluşturan 3 parçacığının da birer karşıt parçacığı olduğu biliniyordu. Yani, eğer parçacıklar atomda birbirlerine bağlanıp maddenin en küçük yapı birimini oluşturuyorlarsa, karşıt parçacıklarında birbirlerine bağlanıp karşıt maddenin en küçük yapı birimini oluşturmamalarını düşünmek için bir sebep yoktu.

Ama madde ve karşıt madde Dirac’ın ifade ettiği gibi tamamen eşit ve zıt veya simetrik midir? Sonra önemli adım bu simetrinin test edilmesiydi. Fizikçiler, atom altı karşıt parçacıkların bir araya geldiklerinde nasıl davranacaklarını bilmek istiyorlardı. Karşıt proton ve karşıt nötron birbirine tutunup karşıt çekirdek oluşturacaklar mıydı?

Cevap 1965te karşıt döteryumun (ağır hidrojen), bir karşıt madde çekirdeğinin bir karşıt proton ve bir karşıt nötrondan oluşmuş hali (tıpkı döteryumun bir proton ve bir nötrondan oluşması gibi), bulunmasıyla geldi. Hedef, eşzamanlı olarak iki takım tarafından vurulmuştu: biri Antonino Zichichi önderliğinde CERN’deki Proton Synchrotron’u kullanmışlardı, diğerleri ise Leon Lederman başkanlığında New York’taki Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’nın Alternating Gradient Synchrotron (AGS) hızlandırıcısını kullanarak başarmışlardı.

1995 – karşıt parçacıktan karşıt maddeye

Karşıt çekirdek yaptıktan sonraki soru, karşıt elektronlar karşıt çekirdekle karşıt maddeyi oluşturacak bağları yapabilir miydi?

Cevap, baya sonları çok özel bir makine, CERNnin eşsiz Düşük Enerji Karşıt Proton Çemberi (Low Energy Anti proton Ring (LEAR)) sayesinde geldi. Hızlandırıcıların aksine LEAR aslında karşıt protonları “yavaşlatıyordu”. Fizikçiler bundan sonra bir pozitronu (yani karşıt elektronu) karşıt protonla bağ kurup gerçek bir karşıt hidrojen, gerçek bir karşıt madde atomu oluşturması için denemelere başladılar.

1995′in sonlarına doğru bu şekildeki ilk karşıt atomlar Alman ve İtalyan fizikçilerden oluşan bir takım tarafından CERNde elde edildi. Sadece 9 karşıt atom üretilmesine karşı, haber tüm dünya gazetelerinin ön sayfasına çıkacak kadar heyecan uyandırıcıydı.

Başarı, karşıt hidrojen atomlarının karşıt dünya üzerindeki çalışmalarda, hidrojenin bilim tarihinde son asırda oynadığını role benzer bir rol oynayabileceğini söylüyordu. Hidrojen evrenimizin 3 çeyreğini oluşturuyor ve kainat hakkında bildiklerimizin çoğu sıradan hidrojen hakkındaki araştırmalardan elde edilmişti. Fakat karşıt hidrojen tamamen sıradan hidrojen gibi mi davranıyor? Bu soruyu cevaplamak için CERN yeni bir deney tesisi yapmaya karar verdi: Karşıt-proton Yavaşlatıcısı ( the Antiproton Decelerator (AD) ).

Hızlandırıcılar Çağı

Öncü Makineler

Ernest Lawrance’ın kiklotronu icadından sonra fizikçilerin maddenin yapısında derinlere inmeleri için hızlandırıcıların en iyi yol olduğu anlaşılmış oldu.

Hemen sonra ABD yolu gösterdi: böylesi makineler herhangi bir Avrupa ülkesinin tek başına yapması için çok büyük ve pahalıydı. Fakat 1954te Avrupalı fizikçiler İsviçre Cenova’da merkezi bir laboratuar kurmaya karar verdiler ve böylece CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) kurulmuş oldu. Bu tarihten sonra CERN yüksek enerji fiziğindeki teknik ve bilimsel gelişmelerde başrolü oynamaya başladı.

Protonları ve elektronları onlarca MeV enerjilere hızlandıran ilk tek mıknatıslı siklotronlardan ve betatronlardan sonra, yeni simit şekilli (“doughnut-shaped”) iki türlü parçacığı da GeVluk enerjilere hızlandırabilen senkrotronlar geliştirildi. 1950lerden itibaren yeni odaklama teknikleriyle makineler 30 GeVluk hale getirildi. 1970lerin başlarına kadar maddenin yapısı hakkındaki araştırmalarda birkaç önemli adım daha atıldı. Bulunan yeni parçacıkların sayısı çığ gibi attı, tabii bundaki katkıları için CERNdeki 28 GeV Proton Synchrotron (PS)un, Brookhavendaki 33 GeV Alternating Gradient Synchrotron (AGS)un ve yeni ve etkili parçacık detektörü “bubble chamber”in (kabarcık odası) başarılı bütünleşmelerine teşekkür borçluyuz.

Çarpıştırıcılar

Büyük hızlandırıcılar macerasının başlamasından hemen sonra fizikçiler fark ettiler ki hızlandırılmış bir parçacık demeti sabit bir hedefe çarptığında, enerjinin çoğu hedefin geri tepmesinde harcanıyor ki asıl amaç olan parçacık çalışmaları ve parçacıkların etkileşim araştırmaları için geriye sadece küçük bir yüzde kalıyor. Bunun yerine eğer iki parçacık demeti birbiriyle kafa kafaya çarpıştırılırsa geri tepme için hiç enerji harcanmayacak, tüm enerji deneye kalacaktı – 2 hızlanmış arabanın kafa kafaya çarpmasında ki yıkımla birinin durgun olduğundaki arasındaki farkı düşünün.

Diğer laboratuarlar elektronları çarpıştırmaya yoğunlaşırlarken, CERN protonlar üstünde çalışıyordu. Fikre göre, protonlar PSden alınıp, yeni bir makinenin birbirine bağlı iki çemberinde hızlandırılıp çarpışmalarını sağlamaktı. Yeni makinenin adı “The 31+31 GeV Intersecting Storage Rings (ISR)”dı ve birçok teknolojik zorluğun üstesinden geldikten sonra ilk proton-proton çarpışması 1971 yılında gerçekleşti.

Aynı zamanda parçacık detektörleri de yeni gelişmeler göstermekteydi ve eski “bublle chamber” yerini daha çok sayıda ve büyüklükte etkileşimleri gösteren daha hızlı ve teknolojik aletlere bıraktı. Fakat ana gelişmelerden biri ancak 1980lerde gerçekleşti: etkili soğutma teknikleriyle karşıt maddenin oyuna girmesi sağlandı ve hemen oyuna hâkim bir pozisyon kazandı.

İki paralel yol hızlandırıcıların gelişmesinde etkili oldu; biri, fizikçilerin maddenin temel bileşenlerini öğrenme hakkındaki meraklarını gidermekte karşıt parçacıkları kullanmaya devam ederek bizi yüksek enerji bilgilerimizin sınırlarının ötesine taşımasıydı. Diğeri ise karşıt parçacıkların çalışmanın ana konusu haline gelmesiyle düşük enerjilere yavaşlatılması ve karşıt maddenin özelliklerinin keşfi için izole edilmesiydi.

Yüksek Enerji Öncüleri

İlk önce, 1960larda elektron-pozitron çarpışmasıyla gündeme geldiler. Anderson’ın pozitronu keşfinden sonra, fizikçiler nasıl yüksek sayıda pozitron elde edebileceklerini öğrenmiş oldular (radyasyonun madde ile etkileşimi aynı zamanlı olarak elektron ve pozitron ortaya çıkartır). ABD’de ve Avrupa’da birkaç çarpıştırıcı yapıldı ve bunlar sayesinde maddenin ve evrenin temel doğası hakkında birçok önemli keşfe imza atıldı.

İlk elektron-pozitron çarpıştırıcısı Bruno Touschek tarafından Frascati (Roma) da 1960 yılında tamamlanan “Anello d’Accumulazione” (AdA) idi. İçlerindeki en büyük makine olan CERN’nin Large Elektron Pozitron (LEP), 1989 yazında 91,2 GeVluk çarpıştırma enerjisiyle çalışmaya başlamıştı. Emeklilik yılı 2000de muazzam bir çarpıştırma enerjisi olan 204 GeV’a ulaşmıştı. LEP çemberinin etrafındaki detektörler büyük kesinliklerdeki deneyler ve testler gerçekleştirip, parçacıklar ve etkileşimleri hakkındaki bilgilerimizi çok öteye taşıdılar.

Aslında LEP, yapılmış en büyük dairesel elektron-pozitron çarpıştırıcı olarak kalacaktır: elektronların bir özelliği olan “senkrotron radyasyonu”, elektronları daha büyük dairesel çarpıştırıcılarda daha yüksek enerji seviyelerinde hızlandırılmasını imkânsız kılıyor. Fakat yeni nesil elektron-pozitron çarpıştırıcılarının planı hazır: elektronların ve pozitronları düzgün bir çizgisel yol üzerinden kilometrelerce hızlandıktan sonra kafa kafaya çarpışacağı “doğrusal çarpıştırıcılar.

Proton – karşıt proton çarpıştırıcıları büyük zorluklar sunsa da elektron-pozitron çarpıştırıcılarının çalışmalarında ve keşiflerinde tamamlayıcı rol oynamışlardır. Bir karşıt proton bir karşıt elektrondan 2000 kat daha büyük kütleye sahip olduğu için yaratılmaları çok daha büyük enerji gerekiyor. Ayrıca karşıt protonları bir araya getirmek ve çarpıştırıcıda karşıt proton demetini dolaştıracak uzunlukta depolamak daha zordur.

Ancak, 1980lerin başında Simon van der Meer CERN’de “stokastik soğutma” yönetimini geliştirmesiyle karşıt proton demetlerini biriktirmek, yoğunlaştırmak ve kontrol etmek olası hale geldi. CERN’nin Super Proton Synchrotron (SPS) makinesi 300 GeV proton – karşıt proton çarpıştırıcısı haline geldi ve 1983′deki Carlo Rubbia başkanlığındaki UA1 deney takımı SPSde W bozonu ve Z bozonu adı verilen iki yeni parçacık gördüler. Fizikçiler uzun yıllar boyunca bu 2 parçacığın varlığından şüphe etmişlerdi ve bu büyük keşif Rubbia’ya ve van der Meer’e 1984 Nobel Fizik ödülünü getirdi.

Bugün, en büyük proton – karşıt proton çarpıştırıcısı FermiLab, Chicago bulunmakta. 1.8 TeV çarpışma enerjisiyle (1800 GeV) Tevatron, 1995′te yukarı kuarkı bulmasıyla haber olmuştu.

Ve dahası var. 1990ların başından beri CERN, LEP ile yeraltı tünelinde yer değiştirecek ve 2 protonu bir rekor olan 14 TeV enerjide çarpıştıracak Large Hadron Collider (LHC) için hazırlanıyor.

Ama neden proton – karşıt proton çarpışması değil, proton – proton? 14 TeV gibi yüksek enerjilerde proton – proton çarpışmasıyla proton – karşıt proton çarpışması oldukça benzer görünüyor. Ve hala proton demetleri oluşturmak karşıt protonlardan çok daha kolay, böylece fizikçiler, iki çok yoğun proton demeti kullanarak çarpışma oranını maksimuma çıkarmayı seçtiler.

LHC şu anda CERN’de yapım aşamasında ve dört deney –ATLAS, CMS, LHCb ve ALICE – şimdiden planlanmış durumda.

Düşük Enerji Öncüleri

Soğutma tekniğinin bulunmasıyla, mevcut karşıt madde parçacık fiziğinde önemli bir araç haline geldi. Karşıt madde üretilmesinin, biriktirilmesinin ve toplanmasının farklı basamaklarını kontrol etmek için makineler yapıldı. Gelişme aşamasının ilk zamanları olmasına rağmen birçok laboratuarın hedefi yüksek enerji deneylerinin spesifik ihtiyacı olan artan enerji ışınlarını doldurmaktı.

Fakat düşük enerji karşıt protonları ile yapılabilecek birçok ilginç şey vardır ve düşük enerji (düşük hız) madde ve karşıt madde arasındaki tahmin edilen simetriyi doğrudan test etmek için olan yollardan biridir. Yavaş karşıt protonlar “gerçek” tuzaklara yakalanabilirler ve böylece, özellikleri (kütle, manyetik alandaki davranışları vs.) proton ile karşılaştırıldı. Ve karşıt maddenin tüm parçalarının yapılabileceği anlaşıldı, karşıt atom pozitrondan ve karşıt protondan oluşuyordu. CERN bu araştırma dalına belirli biçimde para yatıran tek laboratuardı. 1980′de karşıt proton üretimini ve depolamasını kendi çemberlerinde yavaşlatabilmek için yeni bir makine yapmaya karar verdiler. 1982′de Low Energy Anti proton Ring (LEAR) ortaya çıktı: PS’den gelen karşıt protonları farklı ara enerjilere, birkaç MeV’un altına, yavaşlatabiliyordu.

Çeşitli önemli bilimsel başarılar LEAR’a teşükkür borçludur, bunlarda biri ilk karşıt madde parçaları derleyicisi olmasıdır.1995′de Alman ve İtalyan fizikçilerden oluşan bir takım (deney PS210) ilk kez “karşıt hidrojen”in dokuz atomunu oluşturmayı başardılar, normal atomda bir protonun yörüngesinde elektron dönüyorken, böyle karşıt atomlarda karşıt elektron karşıt protonun yörüngesine yerleşmesi sağlanıyordu. Sonuç 1996′ın sonunda FermiLab’da ki bir grup tarafından doğrulandı. Deney E862′de, Tevatron Antiproton Accumulator’dan direk çıkartılan karşıt protonların kullanılmasıyla bazı karşıt hidrojenler saptandı. Keşif heyecan vericiydi: hidrojen atomları olağan maddenin davranışlarıyla ilgili farklı ve temel ölçümlerde çok kritik bir fiziksel sistemdi. Karşıt hidrojen üretimi, karşıt maddenin sistematik araştırmasında ve temel fizik prensiplerini test etmede açılan bir kapıydı.

1996′ın sonunda LEAR resmen kapatıldı ama CERN bu araştırma konusu hakkında alternatif ve daha güçlü bir yolu önceden görmüştü: Anti proton Decelerator (AD).

Kozmolojide karşıt madde

Tabii ki, hızlandırma veya yavaşlatma karşıt madde üzerinde çalışmanın tek yolu değildir. Karşıt madde dış uzayda bir yerlerde bulunabilir. Dirac kendisi ilk önce karşıt maddenin astronomik ölçekte bulunması hakkında kafa yormuştu. Fakat onun teoreminin doğrulanmasından hemen sonra, pozitron, karşıt proton ve karşıt nötronun keşfiyle, karşıt gezegenlerin, karşıt yıldızların, karşıt galaksilerin ve hatta karşıt bir evrenin varlığı hakkında asıl spekülasyon başladı.

1950′lerin sonlarına doğru, bizim galaksimizdeki karşıt maddenin miktarı yüz milyondan az bir hata payıyla hesaplandı. Eğer karşıt maddenin evrende izole bir sistemi olsaydı yani olağan madde ile etkileşimsiz bir sistemde olsaydı, hiçbir dünyaya bağlı gözlem bunun doğruluğunu ayırt edemezdi.

Böylece, görünürde hiçbir şey olmasa bile galaksi dışında karşıt madde varlığı olasılığı tamamen açıktı. Takip eden yıllarda, evrende madde kadar karşıt madde olduğu görüşü basit simetri prensipleriyle harekete geçmiştir.

Fakat bugünlerdeki güçlü inanışa göre madde öncelikli tek bir evren vardır. Söylenebilir fakat eğer doğal bir karşıt madde mesela karşıt evrenden bir karşıt çekirdek bize ulaşmaya çalışırsa dünya atmosferindeki bir çekirdek ile birlikte imha olur ve biz asla onu gözlemleyemeyiz.

20 yılı aşkın süredir, bilim adamları bu araştırma için yapılan araçları (önce balonlar şimdi uydular) imha olma probleminin üstesinden gelmek için atmosferden olabildiğinde yukarda tutmaya çalışıyorlar fakat böyle bir çaba pahalı ve zor. Şimdi, deneylerin uydularda gerçekleştirilmesi planlanıyor. Mesela 1998′de Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), yüksek enerji parçacığı dedektörü, Discovery uzay mekiğinde 10 günlük bir görev için uçtu ve şu anda önümüzdeki yıllarda Uluslararası Uzay İstasyonuna kurulmak için tekrar dizayn edilip bir üst modele geçiliyor. Dünya atmosferinin üstünde yörüngede, hedeflerinden biri herhangi bir kozmik karşıt madde formu.

buzlu.org

Ayna, insanın kendisini görmesi için kullandığı cam veya maden levhadır. Mercek ise içinden geçen paralel ışınları birbirine yaklaştıran ya da uzaklaştıran saydam bir cisimdir. İnsan gözünün görmesini göz merceği sağlar. Görme bozukluğunu gidermek için merceklerden oluşan gözlük takılır. Fotoğraf makinesi ve büyüteç de, mercekle çalışan araçlardır. Mikrokskop, teleskop ve diğer birçok ölçme araçlarında mercekler ve aynalar bulunmaktadır.
Bir aynanın önünde durup bakarsanız, yüzünüzü görebilirsiniz. Aynanın durumunu değiştirince, başka cisimleri de görebilirsiniz. Aynada, önündeki cismin bir görüntüsü oluşur.

Mercek ve aynalar, görüntü eldesi için kullanılırlar. Normal bir düz aynada, öndeki cismin görüntüsü, cisimle aynı büyüklükte ve doğrultudadır; fakat sağı ve solu yer değiştirmiştir. Sol el, görüntünün sağ tarafında görünür. Aynalar ve merceklerle daha büyük yada daha küçük görüntüler de elde edilebilir.
Mercek, bir ya da iki yüzü çukur veya tümsek olan, cam veya plastikten yapılmış bir araçtır. Saydamdır, yani ışığı geçirir. Fakat içinden geçen ışığın gidişini saptırır. Bu sapmaya ışığın kırılması denir.
Ayna ise ışığın geçemediği, parlak bir cisimdir. Yüzleri düz veya eğri olabilir. Camın bir tarafını gümüş veya başka metalle kaplayarak yapılır. Ayna, üzerine gelen ışığı, geldiği tarafa geri gönderir. Bu olaya da ışığın yansıması denir.
Mercekler ve aynalarla ilgili çalışmalara geometrik optik denir. Optik, ışık bilgisi demektir. Geometri ise, şekiller ve doğrultuları inceleyen bilimdir.farklı şekilli mercekler ve aynalar, ışığın gidişini çeşitli şekillerde değiştirirler. Bunlar geometrik optik kurallarıyla belirlenmiştir.
Işık, bir enerji türüdür. Kitabın sayfasından göze gelen ışık, göze enerji taşımaktadır. Fakat ayna ve merceklerin çalışmasını açıklamak için ışığın ne olduğunu açıklamaya gerek yoktur. Işığın ne olduğu öğrenilmeden çok önce ışığın hareket şekli incelenmiş ve anlaşılmıştı.
Işık, cam, su ve hava gibi maddelerden geçebilir. Bu maddelere ortam denir. Boşluk da bir ortamdır ve ışık ondan da geçebilir. Işığın hareketi, ışınlardan yola çıkılarak daha kolay incelenebilir. Işık ışını, ışığın çok ince bir parçasıdır.
Bir ortamda yol alan bir ışın doğrusal olarak gider. Fakat başka bir ortama geçince, doğrultusu değişir. Bir ayna veya merceğe çarpınca da aynı şey olur. Bunlara gelirken ve çıktıktan sonra ışık doğrusal yayılır. Fakat içinde, kırılmalar nedeniyle sapmalar olur.
Düz bir çizgi çizin. Bunu bir aynanın düz yüzü varsayın. Sonra bu yüzeye gelen, doğrusal bir ışın çizin. Bu ışın, aynaya herhangi bir noktada çarpsın. Aynı noktaya gelen, fakat aynaya dik bir ışın daha çizin. Buna dik çizgi veya normal denir.
Önce çizilen herhangi ışın, normalle bir açı yapar ve bu açıya gelme açısı adı verilir. Yansıyan ışın da, normalle bir açı yapar. Buna yansıma açısı denir.
Yansıma yasasına göre, gelme açısıyla yansıma açısı birbirine eşittir. Böylece, yansıyan ışın, gelen ışının normalle yaptığı açının aynını yapacak şekilde, normalin diğer tarafına çizilebilir. Gelme açısı sıfır derece ise, gelen ışınla yansıyan ışın üstüste çakışır.
Gelme açısı doksan dereceye yakınsa, yansıyan ışın da ayna yüzüne değerek gider.
Bu olay, bir bilardo topunun masanın kenarına çarpıp, aynı açıyla diğer tarafa gitmesine benzer.
Aynanın önüne bir cisim koyduğumuzu düşünelim. Cismin her noktasından geçerek gelen ışınlar aynaya çarpar.
Her ışın, yansıma kuralına uyar. Yansıyan ışınlar, normalin diğer tarafına doğru yol alırlar. Aynanın arkasındaki bir noktadan ışınlar çıkıyormuş gibi görünür. Cisim oradaymış gibi olur. Bu şekilde, aynanın arkasında oluşan görüntüye gerçek olmayan görüntü denir.
Düz aynada,cisimle görüntü aynı boydadır. Ayna arkasındaki görüntünün ve öndeki cismin, aynaya uzaklıkları eşittir.
Bütün cisimler, üzerlerine gelen ışığın bir kısmını yansıtırlar. Böyle olmasaydı, onları göremezdik. Fakat neden her cisimde aynadaki gibi görüntüler görmeyiz? Ayna yüzeyinin özelliği nedir?
Aynalarda görüntü oluşmasının nedeni arka yüzlerinin çok parlak olmasıdır. Yüzey pürüzlü olursa, yansıyan ışınlar birçok doğrultulara dağılır, bu yüzden bir görüntü oluşamaz.
Dışbükey (konveks) aynadaki görüntü de, düz aynadakine benzer. Yüzeyi düz değildir ve dışa doğru çıkıntılıdır.bir topun yüzeyi veya fincanın dış tarafı da dışbükeydir. Dışbükey aynanın yüzeyi küreseldir ve kürenin bir kısmı şeklindedir. Büyük mağazalardaki ve otomobillerdeki aynalar genellikle dışbükeydir. Dışbükey aynada cismin görüntüsü, cisimden daha küçüktür. Ayrıca görüntünün biçimi de bozulmuştur.
Dışbükey aynalarda yalnız görüntünün büyüklüğü değişmez. Görüntünün aynaya uzaklığı, cismin aynaya uzaklığından daha azdır. Otomobillerdeki geriyi görme aynalarında arkadan gelen otomobiller daha yakında gibi görülür. Gerçek uzaklıklarını anlamak için dönüp bakmak gerekir.
Dışşbükey aynanın küçük bir yüzeyini düzlem ayna gibi düşünebiliriz. Aynı şekilde, yeryüzündeki küçük bir yüzeyi de düz olarak görürüz. Böylece, her ışın, düz yüzeyden yansıyor gibi düşünülebilir.
Dışbükey aynanın merkezinden ve tepesinden geçen normal doğruya aynanın ekseni denir. Eksen üzerindeki cisimlerin görüntüsü yine eksen üzerinde oluşur.
Çorba kaşığının arkasıda dışbükey aynadır. Kaşığın iç çukur tarafı ise, içbükey (konkav) bir yüzeydir. Dışbükey aynalar, küçük görüntü verdikleri halde, içbükey aynalardaki görüntü, cisim tarafındadır ve cisimden daha büyüktür. Traş aynaları iç bükey ayna şeklindedir.
Eğlence parklarındaki güldüren aynaların yüzeyleri dalgalıdır. Bazı kısımları dışbükey, bazı kısımları ise içbükey aynadır. Bu yüzden, bakınca, bazı kısımlarımızı büyük, bazılarını ise küçük görürüz.
Cisim uzakta ise, içbükey aynalarda değişik bir görüntü oluşur.bir traş aynasından yeteri kadar uzakta durursanız kendinizi daha küçük görürsünüz. Aynı zamanda görüntü baş aşağıdır ve aynanın arkasında değil, önündedir.
Bu çeşit görüntüye gerçek görüntü denir. Görüntünün bulunduğu yerden gerçek ışınlar geçer. İçbükey aynaların çok yakınındaki cisimlerin görüntüsü ise, dışbükey aynalardaki gibi gerçek olmayan görüntüdür.
Çok büyük astronomi teleskoplarında yansıtıcı (reflektör) denilen içbükey aynalar vardır. Kalifornia’daki Palomar dağındaki yansıtıcının çapı 508 santimetredir. Yıldızların görüntülerini elde etmekte kullanılır. Yıldızların görüntülerinin resmi de çekilebilir.
Aynalardan başka, merceklerle de görüntü elde edilebilir. Mercekler cam disklerden kesilir ve sonra yüzeyleri parlatılır. Işık, mercekten geçince, doğrultusu değişir. Bu olayı anlamak için, ışığın su ve camda nasıl yol aldığını bilmek gerekir. Bir ortamdan diğerine geçerken ışığın doğrultusu değişir. Buna kırılma denir.

Hava ve cam gibi, farklı iki ortamın sınırını belirtmek amacıyla düz bir çizgi çizin.
Sonra havadan bir ışın geldiğini gösterin. Cama çarptığı yerdeki yüzeyin normalini çizin. Işık, cam içinde yolunu değiştirecek ve kırılmış ışık olacaktır. Kırılmış ışının, normalle yaptığı açıya kırılma açısı adı verilir. Bu açı, normalin diğer tarafındadır.
Kırılma kuralına göre kırılma açısı, gelme açısından daha küçüktür. Yani, ışık, norrmale doğru yaklaşır. Eğer açı, yüzeye teğet olarak gelirse, yani dik açılı ise düz olarak yoluna devam devam eder.
Şimdi de camdan gelen herhangi bir ışın çizin. Bu ışın kırılacak ve havaya çıkacaktır. Havadaki kırılma açısı, camdakinden farklıdır. Kırılma kuralına göre, kırılma açısı, gelme açısından daha büyüktür. Işık, normalden uzaklaşır şekilde yol alır.
Bu iki durum birbirinin benzeridir. Havadaki açı, camdaki açıdan her zaman daha büyüktür. Cam, havadan daha yoğun bir maddedir. Yoğun olan ortamda, açı daha küçüktür. Bu durum diğer ortamlar içinde böyledir. Işık, hava ile su arasında kırılıyorsa, sudaki açı daha küçüktür, çünkü su, havadan daha yoğundur.
Işık, havadan, daha yoğun bir ortama geçerse, o ortamın yoğunluğuna bağlı olarak kırılır. Ortamın yoğunluğu fazlaysa, kırılma açısı küçük olur; yani ışık daha fazla bükülür. Bu bükülme miktarı, kırılma indisi denilen bir sayıyla gösterilir. Yoğunluğu fazla olan ortamın kırılma indisi de büyüktür.
Aynalarda olduğu gibi, mercekler de ışığın doğrultusunu değiştirmek için kullanılır. Bir cisimden gelen ışınlar, mercekten geçtikten sonra, başka bir noktada kesişirler ve sanki oradan çıkıyor gibi olurlar.
Yeni noktada bir görüntü oluşur. Büyüteçler, iki tarafı da dışbükey olan merceklerdir. Bunları kullanarak, Güneş ışınlarını bir noktada toplayabilirsiniz. Böylece Güneşin bir görüntüsünü elde edebilirsiniz. Aynı şekilde pencerenin görüntüsü de görülebilir.
Bir büyüteçle, kolunuzu uzatıp tutarak cisimlere bakın. Cisimlerden gelen ışınlar, mercekle gözünüz arasında bir bir yerde birleşir ve ışık bu noktadan yeniden gözünüze gelir. Cisimlerin gerçek görüntülerini görürsünüz. Fakat bu görüntüler başaşağı durumdadır.
Küçük gök dürbünleri, normal dürbünler ve bir çok astronomi dürbününde, cisimlerin gerçek görüntülerini elde etmede dışbükey mercekler kullanılır. Bunlara ince kenarlı mercekler adı verilir.
Cisimler ince kenarlı merceğe yaklaştıkça, görüntüleri, mercekten daha uzakta oluşur. Fakat cisim, merceğe çok yakınsa, gerçek bir görüntü oluşmaz. Cisimle aynı tarafta, gerçek olmayan bir görüntü oluşur. Küçük bir böceğe, büyeteci yaklaştırarak bakınca, böceğin gerçek olmayan bir görüntüsü görülür.
Büyüteçteki merceğin iki yüzü de dışbükey değildir. Biri dışbükey diğeri düzdür. Bu tip merceğe düzlem-dışbükey mercek denir. Bir yüzü dışbükey diğeri çukur da olabilir. Bunlar ışınların daha az dağılmasını sağlarlar.
Ortası, kenarlarından daha ince olan mercekler, büyüteç olarak kullanılamaz. Cisimlerin görüntüleri gerçek değildir ve cisimden daha küçüktür. Bunlarla gerçek görüntü elde edilemez. Gözlüklerdeki mercekler daha çok bu türdendir.
Bir cismin veya görüntüsünün fotoğrafını çekebilirsiniz. Fotoğraf makinesinin merceği iki tarafı dışbükey ince kenarlı mercektir. Film üzerinde gerçek görüntü oluşturur.

İnsan gözündeki mercek de ince kenarlıdır. Gözün ağtabaka denilen arka kısmında, gerçek görüntü oluşturur. Ağtabakada renkli ışıklar ve görüntüler elektrik sinyallerine dönüşür ve beyine gider.
Yapay merceklerin şekli değişemediği halde, göz merceği, yüzeylerini değiştirebilir. Eğriliği çok fazlalaşınca, yakındaki cisimleri görür. Eğriliği az olunca, uzaktaki cisimleri görür.
Fotağraf makinesinin merceğinin belirli bir şekli vardır. Farklı uzaklıktaki cisimlerin görüntüsünü, film üzerine düşürebilmek için, mercek hareket ettirilir.
Merceklerin ve aynaların da yapım kusurları olabilir. Yüzeylerinin eğriliği değişkense, bulanık görüntülerin oluşmasına yol açarlar. Bir noktadan gelen ışınlar, bir noktada birleşmez, farklı yerlerde birleşirler. Buna küresel sapma adı verilir. Bunu önlemek için, merceklerin yüzeyi tam küresel yapılmaz.
Renk sapması nedeniyle de bulanık görüntü oluşabilir. Çünkü merceğin yapıldığı cam, farklı renkli ışıkları, farklı miktarlarda kırar. Bu yüzden cisimlerin görüntüsü bulanık olur. Görüntü, renkli şeritler biçiminde görülür. Bu sapma, birkaç merceği bir arada kullanarak düzeltilebilir. Kullanılan camların kırılma indisleri farklı seçilir.
Merceğe gelen ışınların hepsi diğer tarafa geçmez. Bir kısmı da geri yansır. Bu durum pencere camında görülebilir. Bunlar, optik araçlarda istenmeyen yanlış görüntülere yol açabilir. Bu yansımayı azaltmak için mercekler, ışığı geçiren, fakat yansıtmayan özel bir kimyasal maddeyle kaplanır.
Işık, yoğun bir ortamdan, az yoğun ortama geçerse, yüzeyin normalinden uzaklaşarak kırılır. Bu kırılma o kadar fazla olabilir ki , kırılan ışın, yüzeye teğet olur. Bu durum kritik açı denilen belli bir geliş açısında olur. Geliş açısı, kritik açıdan daha büyükse, kırılma olmaz. Gelen bütün ışık, yeniden çok yoğun ortama yansır. Buna tam yansıma adı verilir.
Mercek: Optik görüntüler oluşturmak için kullanılan, genellikle küresel yüzeylerle sınırlı, camdan ya da ışık kırıcı bir maddeden yapılmış hacim.
Dalga ve titr: Sesötesi mercek, sesötesi titreşimlerin hızının, sesötesi inceleme ortamındakinden (su, insan vücudu) çok farklı olduğu bir gereç içinde (pleksiglas, kauçuk) gerçekleştirilen ve bu nedenle, sesötesi titreşimler için optik merceklerin ışığa gösterdiğine benzer özellikler gösteren düzenek. (Sesötesi mercekler, akustik mikroskopta kullanılır.)
Elektron: Elektron merceği, kondansatörlerden (elektrostatik mercek), bobin ya da elekromıknatıslardan (elektromanyetik mercek) oluşan ve optik merceklerin ışık demetlerini saptırdığı gibi, yüklü parçacık demetlerini de saptıran eksenel bakışımlı düzenek. (Elektron akımlarını yakınsatmaya olanak veren elektron mercekleri birçok aygıtta, özellikle elektron mikroskoplarında kullanılır.)
Mad: Kenarlara doğru incelen, nispeten az kalınlıkta mineral yığını.
Oftalmol: Yapay gözmerceği genellikle katarakt nedeniyle çıkarılan gözmerceğinin yerine takılan implant.(Afaki durumunda gözlükle yapılan düzeltmeye göre çok daha iyi olduğundan büyük bir gelişme göstermiştir:görme alanını tam görür ve görüntülerin boyutlarını da büyütmez.)
Opt: Basamaklı mercek ya da Fresnel merceği merkezi bir mercek ile kırıcı ya da yansıtıcı çeşitli halkalardan oluşan ve koşut ışıklı geniş bir demet elde etmek için deniz fenerlerinde kullanılan optik sistem.
Radyotekn: Radyoelektriksel mercek, bir radyoelektrik dalgasının yayılmasında, faz gecikmeleri oluşturmaya yarayan ve böylece yakınsama ya da ıraksama etkileri yaratan düzenek; faz gecikmelerinin değeri gelme açısına ya da düzenekten geçen ışının konumuna bağlıdır.
Ansikl. Opt: Bir mercek, genellikle küresel olan iki yüzeyle (diyoptrlar) sınırlı, kırıcı ve saydam bir ortamdan oluşur. Doğurucuları koşut olan iki silindir yüzeyle sınırlı mercekler de vardır.
Mercek: Bir cisimden gelen ışık ışınlarını odaklayarak cismin optik görüntüsünü oluşturmaya yarayan cam ya da bir başka saydam malzemeye denir. Fotoğraf makinesi, gözlük, mikroskop, teleskop gibi aygıtlarda merceklerden yararlanılır. Işık, merceğin içinde hava da olduğundan daha yavaş ilerler;
bu nedenle de ışık demeti hem merceğe girerken hem de mercekten çıkarken kırılır, yani aniden doğrultu değiştirir; merceklerin ışık ışınlarını odaklama etkisi de bu olgudan kaynaklanır.
Merceklerde, duyarlı biçimde işlenmiş iki karşıt yüzey vardır; bu yüzlerin her ikisi de küresel olabileceği gibi, biri küresel öteki düzlemsel olabilir. Mercekler, yüzeylerinin biçimine göre, çift dışbükey, düzlem dışbükey, yakınsak aymercek, çift içbükey, düzlem içbükey ve ıraksak aymercek olarak sınıflandırılır. Merceğin eğri yüzeyi, gelen ışık demetindeki farklı ışınların farklı açılarla kırılmasına neden olur ve bu da, ışık demetindeki paralel ışınların tek bir noktaya doğru yönelmesine (yakınsama) ya da bu noktadan öteye doğru yönelmesine (ıraksama) yol açar. Bu noktaya merceğin odak noktası ya da asal odağı denir. Bir cisimden yayılan ya da yansıyarak gelen ışık ışınlarının kırılması, bu ışınların farklı bir yerden geliyormuş gibi algılanmasına yol açar ve nitekim bu farklı yerde de cismin optik bir görüntüsü oluşur. Bu görüntü gerçek (fotoğrafı çekilebilir ya da ekran yansıtılabilir) olabileceği gibi sanal da (mikroskopta olduğu gibi, ancak merceğin içinden bakılarak görülebilir) olabilir. Cismin optik görüntüsü cismin kendisinden daha büyük ya da daha küçük olabilir; bu durum, merceğin odak uzaklığına ve cisim ile mercek arasındaki uzaklığa bağlıdır.
Duyarlı ve net bir görüntü oluşturabilmek için genellikle tek bir mercek yetmez; bu nedenle de örneğin teleskoplarda, mikroskoplarda ya da fotoğraf makinelerinde, değişik mercek kombinasyonlarından yararlanılır. Bu tür mercek gruplarındaki merceklerden bazıları dışbükey ve bazıları içbükey olabileceği gibi bunların bazıları kırma ya da ayırma gücü yüksek ve bazıları da kırma ya da ayırma gücü düşük camdan yapılmış olabilir. Gruptaki mercekler, her birinin sapıncı (aberasyon) istenen düzeyde olacak ve net bir görüntü elde edilebilecek biçimde, duyarlılıkla saptanmış uzaklıklarda yerleştirilir ya da üst üste yapıştırılır. Mercekler yerleştirilirken yüzeylerinin eğiklik merkezinin asal eksen ya da optik eksen denen düz bir hattın üzerinde bulunmasına özen gösterilir.
Mercekler çok değişik çaplarda yapılabilir; örneğin mikroskoplarda 0,16 cm, teleskoplarda ise 100 cm’lik mercekler kullanılabilir. Daha büyük teleskoplarda mercek yerine içbükey aynalardan yararlanılır.

Mercek Çeşitleri:

Yüzlerinin durumuna ve biçimine göre, üçü ince kenarlı, üçü de kalın kenarlı olmak üzere altı tür mercek ayırt edilir. Yüzlerin C1 ve C2 eğrilik merkezlerinden geçen doğruya merceğin ana ekseni adı verilir ( yüzlerden biri düzlemse, merkezlerden biri sonsuza gider). S1 S2 uzunluğu merceğin kalınlığıdır. Kalınlık, yüzlerin eğrilik yarı çapı karşısında önemsiz kalıyorsa, mercek ince, karşıt bir durum söz konusu olduğunda da kalındır. İnce kenarların bazı özellikleri, incelenmesi daha güç olan kalın merceklere de yaygınlaştırılabilir.
İnce mercekler: İnce mercekler durumunda S1 ve S2 noktalarının, ana eksen üzerinde bulunan ve merceğin optik merkezi adı verilen bir O noktasında birbiriyle karşılaştıkları kabul edilir. İnce mercekler ince kenarlı ya da kalın kenarlı olabilirler. İnce kenarlılar yakınsak merceklerdir: Ana eksene paralel olan her ışın demeti bir F noktasında yakınsayarak görünür hale geçer. Kalın kenarlılar söz konusu olduğundaysa mercek ıraksaktır. Bu sonuçlar kırılma yasalarından kaynaklanır. Bir merceğin, bir cismin tam belirgin (net) bir görüntüsünü vermesi için, cismin her noktasına görüntünün bir noktası denk düşmelidir: Bu durumda sisteme stigmatik adı verilir. Bunu gerçekleştirmek çok güç, hatta büyük boyutlu cisimler söz konusu olduğunda olanaksızdır. Bununla birlikte, görüntüyü oluşturmak üzere kullanılan ışınların ana eksen ile yaptıkları eğim az olduğu ve mercekten optik merkeze yakın geçtikleri zaman (Gauss koşulları) yeterli derecede iyi bir sonuç elde edilir.
Bu durumda, ana eksene dik bir düz cisimden, eksene dik bir düz görüntü sağlanır. Görüntü, bu noktaya yerleştirilmiş olan bir ekran üzerinde gözlenebiliyorsa buna gerçek görüntü, karşıt durumdaysa zahir görüntü adı verilir.
Yakınsak mercekler: Ana eksene paralel ışınların yakınsama noktası olan F noktasına ana görüntü-odak adı verilir. Bu odak ana eksen doğrultusunda, sonsuzdaki bir nesne-noktanın görüntüsüdür.(uygulamada nesne-noktanın görüntüsünün tam F üzerinde olması için, bu noktanın OF uzunluğunun on katı kadar bir uzaklıkta bulunması çoğunlukla yeterli olur.)
Öte yandan, ana eksen üzerinde öyle bir F noktası da belirlenebilir ki, F’ten çıkan ışınlar mercekten geçtikten sonra ana eksene paralel bir ışın demeti oluştururlar. Söz konusu F noktasının görüntüsü bu durumda ana eksen üzerinde sonsuzda bulunur ve F noktasına ana nesne-odak adı verilir.
OF ve OF’ uzunlukları sırasıyla merceğin nesne-odak uzaklığı ve görüntü-odak uzaklığı olarak adlandırılır. Ana eksene eğik olarak gelen paralel bir ışın demeti, ana eksene F’ nokatasında dik olan bir düzlemde ki bir H’ noktasında (ikincil görüntü-odak) yakınsar; bu düzlem, görüntü-odak düzlemidir. Aynı biçimde, ikincil nesne-odak ve nesne-odak düzlemi tanımlanabilir.
BİR NESNENİN YAKINSAK BİR MERCEK ARACILIĞIYLA VERİLMİŞ GÖRÜNTÜSÜNÜN GEOMETRİK OLARAK ELDE EDİLMESİ. Basit olarak bir AB doğru parçasıyla gösterilmiş olan düz bir nesne ve mercek konumu ve boyutları çizim yoluyla saptanabilen bir A’ B’ görüntüsü verir(Çizim kolaylığı için bazı noktalar ana eksenden uzaklaşmış olsalar bile, Gauss koşullarının gerçekliği kabul edilir). Merceğin ana ekseni üstünde bir A noktasıyla, bu eksene dik olan AB doğrusu seçilir. Aranan görüntü, merceğin ana eksenine dik olan ve B noktasından B’ görüntüsü bilindiğinden tam olarak saptanan bir A’B’ doğru parçasıdır. B’ elde etmek için, B’den çıkan demetin iki özel ışını göz önüne alınır(geometride, bir nokta, bilinen iki doğrunun kesişmesiyle tam olarak belirlenir);sözgelimi, F noktasından geçerek gelen ışınla, O optik merkezden geçerek gelen ışın kullanılabilir. Bu iki ışının kesişme noktası, aranan B’ noktasıdır(B’den geçen ışınların tümü, mercekten geçtikten sonra B’ noktasındanda geçerler). Nesnenin konumuna göre görüntü gerçek yada zahiridir.
Iraksak mercekler:Ana eksene paralel ışınlı bir demete F’ noktasından çıkıyormuş gibi olan ıraksak bir demet denk düşer; bu noktaya anagörüntü-odak denir. Ana nesne-odak adı verilen birF noktasında, zahiri olarak yakınsayacak biçimde bir demetin mercek üstüne gönderilmesiyle, ana eksene paralel olarak ortaya çıkan bir demet elde edilir. Yakınsak mercekteki gibi, ıraksak merceklerde de görüntü-odak ve nesne-odak düzlemleri ile görüntü-odak ve nesne-odak uzaklıkları’nın tanımı yapılır.
BİR NESNENİN IRAKSAK BİR MERCEK ARACILIĞIYLA VERİLMİŞ GÖRÜNTÜSÜNÜN GEOMETRİK OLARAK ELDE EDİLMESİ. Burada da yakınsak mercekler için yapılan işlemin aynısı gerçekleştirilir:B noktasından çıkan iki özel ışın (sözgelimi,biri O’ dan, öteki F’ den geçen ) kullanılır. Birincisi sapmaz;ikincisiyse ana eksene paralel olarak çıkan bir ışın gibi sapar. Bu iki ışının kesişme noktası, aranan B’ noktasıdır. Nesnenin konumuna göre, görüntü gerçek yada zahiridir.

Mercek Sapınçları:

Mercek Gauss koşullarına uygun olarak kullanılmadığı zaman, elde edilen görüntüler bozulur ve sapınç (aberasyon) diye adlandırılan olaylar görülür.
Renkser Sapınç: Beyaz ışıkta aydınlanmış bir nesne, az ya da çok önemli renklenme gösteren bir görüntü verir. Buna merceğin kırılma indisinin, ışığın dalga boyuyla birlikte değişmesi yol açar. Beyaz ışık farklı renklerdeki belirli sayıda ışınımın üst üste gelmesi biçiminde ele alınırsa (tek bileşenli [tek renkli] ışınım) bu ışığın kırmızı ışınımları morunkilerle aynı noktaya yakınsamazlar. Böylelikle farklı renklerde birçok görüntü elde edilir. Bunlar ancak kısmen üst üste gelirler.
Geometrik Sapınç: Büyük açılımlı bir demet kullanıldığında bir nesne noktası, bir P’görüntü noktası verir; çünkü merceğin kenar bölgelerinden geçen ışınlar eksene yakın bölgeden geçenlere oranla daha çok parlar; yakınsak bir merceğin merkez bölgesine göre kenarları da yakınsak, ıraksak bir merceğin kenarları da daha ıraksaktır (küresel sapınma). Yukarıdaki bozulma düzeltilse bile, mercek, ana eksenin yakınında bulunan bir noktanın görüntüsünü, bu noktadan çıkan demet çok genişse normal biçiminde vermez. Biçimi kuyruklu yıldızı (komet) anımsatan bir leke elde edilir; bu sapınca koma adı verilir.
Dar demetlerin kullanılması, kusurlardan arınmış görüntülerin elde edilmesi için yeterli olmaz. Gerçek merceğin ana eksenine çok eğimli olarak gelen ince bir ışık demetiyle nesne-noktanın iki ayrı görüntüsü meydana gelir. Astigmatizm adı verilen bu sapınç bir dairesel yarı çaplarını aynı anda net bir görüntüsü elde edilmesinin olanaksızlaşmasından kaynaklanır: Yatay çap belirgin olunca dikey çap belirsizdir; bu durumun tersi de söz konusudur.
Ayrıca bu kusurlar düzeltilse bile ana eksene dik olan geniş bir düzlemsel yüzeyin görüntüsü eğri bir yüzeydir. Bu kusara alan eğriliği adı verilir.
Yukarıda sözü edilen kusurlar giderildikten sonra başkaları ortaya çıkabilir; bunların sonucu olarak görüntülerin doğrusal büyümesi, merceğin ekseninden uzaklaştıkça artar. Böylece, eksenden geçmeyen bir doğru çizgi içbükeyliği görüntünün merkezine doğru (fıçı biçiminde bükülme) ya da ters yönde (hilal biçiminde bükülme) dönmüş olan eğri bir çizgi verir.
Bu sapınçların azaltılması sorunu çok güçtür, çünkü düzeltilmeleri için gerekli koşullar çoğu kez birbirine karşıttır. Gözlükçüler, isteğe göre, çeşitli merceklerin biçimlerinden, maddelerinden ve karşılıklı yerlerinden yararlanmak amacıyla bir çok merceği bir arada kullanırlar.

Özel Mercekler:

Silindirik mercekler, silindir bir yüzey ve bir düzlemle, küresel-silindirik mercekler bir küre ve silindirle sınırlandırılmıştır. Bazı merceklerse yüzlerinden biri bir düzlem ya da bir küreyle değiştirilebilen, iki tor yüzeyiyle sınırlandırılmıştır; bu tor mercekler özellikle gözlerdeki astigmat durumunun düzeltilmesine yararlar. Fresnel’in deniz fenerlerinde kullanılan kademeli mercekleri eksenin küresel sapıncının kısmen, ama yeterli olarak giderilmesini sağlar. Merkez bölgesinin kalınlığının azaltılması, büyük çapta uygulamaların gerçekleştirilmesine olanak verir. Böylelikle ısınma ve büyük enerji yitimi tehlikesi de azaltılmış olur.

Merceklerin Kullanıldığı Yerler:

Dışbükey mercekler fotoğraf makinelerinde kullanılır. Fotoğraf makinesinde, merceğin hemen arkasında bir fotoğraf filmi bulunur. Fotoğraf makinesinin boyutları ve film ile mercek arasındaki uzaklık göz önünde tutlacak olursa, fotoğrafı çekilecek görüntünün makineye oldukça uzak olduğu kavranabilir. İşte mercek bu uzaktaki cisimlerden, insanlardan ya da manzartadan gelen ışık ışınlarını toplayarak ardındaki film üzerinde ödaklar ve burada görüntünün baş aşağı, yani ters bir resmini oluşturur. Refleks tipi makinelerde, birincisinin aynısı ikinci bir mercek daha bulunur; bu mercek, aynı görüntüyü arkadaki bir cam ekranın üzerine düşürerek fotoğrafçının odaklama ayarını iyi yapabilmesine ve çekeceği resmi tam olarak görebilmesini sağlar.
Zoom objektifliği makinelerde ise odak uzaklığının değişmesini sağlayan ayrı bir mercek sistemi bulunur.
Sinema filmi göstericilerinden ya da slayt makinelerinde parlak biçimde aydınlatılmış filmden gelen ışık üzerine düşürmeye yarayan dışbükey mercekler kullanılır. Film yalnızca 35 mm genişliğindedir, ama ekran üzerine düşürülen görüntünün genişliği metrelerce olabilir.

Gözdeki Mercek :

Gözde de, görüntüyü oluşturan bir dışbükey mercek sistemi vardır. Öndeki kavisli, saydam katman (kornea) ile arasındaki suyumsu sıvı bir sıvı mercek oluşturur; gözbebeğinden (iristeki küçük delik ) göze giren ışık, ilk aşamada bu mercek tarafından odaklanır. Sonra ışık, gözbebeğinin ardında yer alan, içteki dışbükey göz merceğinden geçer. Bakılmakta olan cismin görüntüsünün odaklama ayarının yapılabilmesi için, küçük kaslar göz merceğinin eğriliğini ve biçimini değiştirebilir. Görüntü, gözün arkasında, ağtabaka denen ışığa duyarlı bir alanın üzerinde oluşur. Mercek sistemi dışbükey olduğundan görüntü baş aşağı gelmiş durumdadır;görüntüyü doğru konuma getiren beyindir.

Merceğin Oluşturduğu Görüntü:

Elinize dışbükey, yani yakınsak bir mercek alın ve merceği bir cisme iyice yaklaştırın; öyle ki, mercek ile cisim arasındaki uzaklık, merceğin odak uzaklığından daha küçük olsun. Bu durumda cismi doğal konumunda, am büyültülmüş olarak göreceksiniz. Daha sonra merceğin ardına, yani sizin baktığınız tarafına bir kart koyun; bu durumda, kartın üzerinde cismin görüntüsünün oluşmadığını fark edeceksiniz(oysa pencereye tutulan mercek örneğinde görüntü oluşmuştu ). Kart, film yada ekran üzerine düşürülebilen görüntülere “gerçek ” görüntü denir. Bu tür yüzeylerin üzerinde oluşturulamayan görüntülere de sanal görüntü adı verilir yada eski adıyla zahiri görüntü denir. Sanal görüntüler ancak merceğin içinden bakılarak görülebilir.
Bir büyüteç ya da oyuncak bir teleskopla bakarken, gözlenen cismin çevresinde genellikle renkli saçakların oluştuğunu görürsünüz. Bunun nedeni farklı renklerden ışık ışınlarının mercekten geçerken farklı açılarla kırılmasıdır. Örneğin, mavi ışık ışınları kırmızı ışık ışınlarından daha büyük bir açıyla kırılmaya uğrar. Beyaz ışık, gökkuşağındaki bütün renklerin karışımından oluştuğu için, görüntünün çevresinde bir gökkuşağı saçağı oluşur. Bu saçağı gidermek için mercek, her biri ayrı tür camdan yapılmış iki katman halinde hazırlanır. Bu tip merceklere bileşik mercek denir. Bunların üretimi oldukça zor ve masraflıdır; kaliteli fotoğraf makinelerinin ve dürbünlerin pahalı olmasının nedeni de budur.

Merceklerin Yapımı ve Tarihi:

Mercekler, cam bloklarının karborundum (silisyum karbür) ya da korindon (alüminyum oksit) gibi aşındırıcı bir tozla zımparalanmasından sonra, demir oksitli bir cila macunuyla perdahlanması(parlatılması) yoluyla hazırlanır. Bu işlemlerden bazıları makineyle gerçekleştirilir, ama gene de mercek yapımsüreci yavaş ve pahalıdır; son perdah işlemi ve merceğin sınanması büyük hüner ister. Günümüzde, gözlük camı, kontak lens ve büyüteç yapımında plastiklerden de yararlanılır; bu tür gözlük camlarına piyasada organik cam denir.
Eski Yunanlılar ve Romalılar, güneş ışınlarını odaklıyarak ateş yakmak için bazen içi su dolu cam kaplardan yararlanırlardı. Gözlük ve büyüteç 1300′den önce; teleskop 1608′de icat edildi. Çok güçlü bir büyüteç türü olan MİKROSKOP;TELESKOP kendi maddelerinde ayrıntılı olarak işlenmiştir. Topluiğne başı büyüklüğündeki merceklerden, 1 metre çapındaki merceklere kadar çok değişik boyutlarada mercekler yapılabilir. ABD’de, Wisconsin’deki Yerkes Gözlemevi’nde bulunan büyük teleskopun objektif büyüklüğü 1 metredir.

TELESKOP

Teleskop, çıplak gözle görülemeyecek kadar uzakta olan cisimlere bakmak için kullanılan bir aygıttır. Optik teleskoplar, uzaktaki cisimden gelen ışık ışınlarının toplanması ve bu ışınların cismin büyütülmüş bir görüntüsünü elde edecek biçimde odaklanması ilkesine dayalı olarak çalışır. Ama radyo dalgaları gibi başka ışınım türlerini toplayan teleskoplar da vardır. Örneğin; radyoastronomi alanında kullanılan radyoteleskoplar çok önemli aygıtlardır. Optik teleskopların en önemli kullanım alanı astronomidir; bunlardan ayrıca, karada ve denizde uzak cisimlerin görüntülerini büyültmekte, yerölçümü aygıtlarında ve sekstantlarda da yararlanılır. Dürbünler aslında, yan yana getirilmiş iki teleskoptan başka bir şey değildir.(bkz.dürbün)
Teleskopu kimin bulduğu kesin olarak bilinmemektedir. Bir söylentiye göre, 1608′de Hollanda’da Hans Lippershey adındaki Middelburglu bir gözlük yapımcısı, bir gün rastlantı sonucu, art arda duran iki mercekten bakmış ve yakındaki kilisenin rüzgargülünün çok büyük olarak görmüş, böylece de teleskopu keşfetmiştir. Ama bazılarına göre, teleskop 1608′den önce de bilinmekteydi.
Teleskop bulunduktan sonra hızla başka ülkelere de yayıldı. İtalyan bilim adamı Galileo Galilei teleskopun astronomi için çok yararlı olabileceğini fark etti. Galileo 1610′dan başlayarak kendisi için çeşitli teleskoplar yaptı ve bunlarla pek çok önemli astronomi keşfinde bulundu. Ay’daki dağları, Jupiter’in en büyük dört uydusunu, Venüs’ün evrelerini, Samanyolu Gökadası’ndaki yıldız alanlarını ve Güneş lekelerini de içine alan bu keşifler astronomi tarihinde bir dönüm noktası oluşturur.
Önceleri bütün teleskoplar bir içbükey mercek (ortası uçlarından daha ince olan ıraksak mercek ) ile bir dışbükey mercekten (ortası uçlarından daha kalın olan ıraksak mercek ) yapılırdı. Bunlara Galileo teleskopu denirdi. Alman astronom Johannes Kepler, bir içbükey ve bir dışbükey mercek yerine iki dışbükey mercek kullanılarak daha iyi bir teleskop yapılabileceğini ileri sürdü ve bu türden ilk teleskop 1630 dolaylarında gerçekleştirildi. Kepler teleskopu denen bu tür bir teleskopun astronomi için Galileo teleskoplarından daha uygun olduğu ortaya çıktı ve Kepler teleskopu kısa sürede yaygınlaştı.

Mercekli Teleskoplar:

Galileo ve Kepler teleskoplarının her ikisi de mercekli teleskoptu ve ışık ışınlarının kırılması temeline dayalı olarak çalışıyordu. Objektif denen büyük mercek, uzaktaki cisimden gelen ışık ışınlarını kırılmaya uğratarak belirli bir odakta toplar. Gözlemci, göz merceği denen ve objektifin oluşturduğu görüntüyü büyütmeye yarayan daha küçük mercekten bakar. Mercekli teleskoplar ışığın kırılması ilkesine dayalı olarak çalıştığı için kırılmalı teleskop olarak da adlandırılır.
Galileo bütün gözlemlerini, merceklerinin çapı 5 cm den daha kısa olan küçük teleskoplarla yapmıştı. Sonraki astronomlar, daha çok ışık toplayabilen daha büyük mercekler kullandılar.
İlk mercekli teleskop yapımcılarının ve kullanıcılarının karşılaştığı en büyük sorunlardan biri, farklı renklerdeki ışığın farklı miktarlarda yada açılarda kırılması olgusuydu. Mavi ışığın kırmızı ışıktan daha çok kırılması yada benzeri durumlar, ilk kırılmalı teleskop yada merceklerinin hafif bulanık bir görüntü vermesi ve görüntünün çevresinde bir renk saçağı oluşmasına neden oluyordu. Bu sorunu 18.yy’ın sonlarında iki İngiliz mucit çözdü. Chester Moor Hall ve John Dollond birbirlerinden habersiz sürdürdükleri çalışmalar sonucunda, farklı cam türlerinden yapılmış merceklerin kullanılmasıyla görüntüdeki bulanıklığın ve renk saçaklarının ortadan kaldırabileceğini buldular. Sonraki teleskop yapımcıları da daha büyük çaplı mercek yapma yöntemleri geliştirdiler. Mercekli teleskop bugün de önemini korumaktadır, çünkü bunlara başka aygıtlar takılarak gökcisimlerinin doğrudan ölçümleri yapılabilmektedir.

Aynalı Teleskop:

Aynalı teleskoplarda ışık ışınları, bir çukur aynadan yansıtma yoluyla toplanır ve odaklanır. Bu tür teleskoplara yansımalı teleskop da denir. İlk aynalı teleskopu 1668′de büyük İngiliz bilim adamı Sir Isaac Newton yaptı. Aynalı teleskopun, bütün renkleri aynı biçimde yansıtmak ve ilk mercekli teleskoplarda görülen türden bir bulanıklığa ve renk saçaklanmasına yol açmamak gibi büyük bir üstünlüğü vardı. Alman asıllı büyük İngiliz astronom Sir William Herschel da aynalı teleskop yapımını geliştirenler arasındadır. Sir Herschel aynalarını kendisi taşlar ve parlatırdı. 1781′de Uranüs gezegenini keşfettiğinde kendi yaptığı teleskoptan yararlanmış ve sonraki 30 yılda da sistematik bir yıldız ve bulutsu kataloğu hazırlamıştı.

Günümüz Teleskopları:

İyi bir astronomi teleskopu net bir görüntü verebilmeli ve soluk cisimlerin açıkça görülebilmesini sağlayacak kadar çok ışık toplayabilmelidir. Mercekli teleskopta net görüntü, tek objektif yerine iki ya da daha çok mercek kullanılarak ve bu mercekler titizce taşlanıp parlatılarak elde edilir. Aynalı teleskopta ise bu, aynanın titizce taşlanmaşı ve parlatılmasıyla sağlanır. Objektif merceklerinin ya da aynanın alanı büyüdükçe ışık toplama gücüde artar.
Bugün kullanılmakta olan büyük teleskopların çoğu aynalı teleskoplardır. Bunun bir nedeni, kusursuz bir ayna yapmanın kusursuz bir mercek yapmaktan daha kolay olmasıdır. Bir başka neden de, aynanın belirli bir yüzeye yerleştirilerek doğru konumda kolayca tutulabilmesidir; oysa mercekler, ışık geçişini engellememek için ancak kenarlarından tutturulabilir ve büyük, ağır mercekleri sağlam bir biçimde bir yere oturtabilmek çok güçtür.
Cam aynalar 19.yy’ın ortalarında, cam yüzeylerin gümüşle kaplanması yönteminin bulunmasından sonra yaygınlaştı. Daha önceleri teleskop aynaları, yüzde 68 oranında bakır ve yüzde 32 oranında kalaydan oluşan bir alaşımdan yapılırdı. Günümüzde büyük aynalar genellikle gümüş yerine alüminyumla kaplanır; çünkü alüminyum daha uzun ömürlüdür, kısa dalga boylu ışığı daha iyi yansıtır ve kolayca kararmaz.
Büyük teleskoplarda, objektif merceklerinin yada aynanın bulunduğu tüp bölümü, gökyüzünün her yönüne dönebilen bir sehpanın üzerine yerleştirilir; böylece, seçilen gökcisminin, Dünya’nın dönmesinden kaynaklanan hareketi sırasında da izlenmesi olanaklı olur. Teleskoplar bir çark sistemi yada elektrik motorlarıyla döndürülür; büyük teleskoplarda her konum değişikliği elektriksel olarak gerçekleştirilir ve bilgisayarla denetlenir.
Teleskoplar genellikle kameralarla, bazen de gelen ışığın rengini kaydetmekmek için, spektrograflarla donatılır. Kameralı teleskopların üstünlüğü, gözle doğrudan görülemeyecek kadar solgun yıldızların fotoğraflarının çekilebilmesidir, bunun için objektif uzun bir süre açık bırakılır. Kalıcı bir kayıt biçimi olan fotoğrafın geçmişte astronomide büyük bir önemi olmuştur. Bugün fotoğraf tekniklerinin yerini almış olan özel elektronik aygıtların yardımıyla çok daha solgun cisimlerin varlıkları belirlenebilmektedir. Teleskop görüntüleri televizyon ekranına aktırılabilmekte ve bilgisayarda saklanabilmektedir.
Belirli amaçlar için özel teleskoplar geliştirilmiştir. Bunlardan bazıları, parlaklığı ve ısısı nedeniyle ancak özel aygıtlarla gözlemlenebilen Güneş’in fotoğraflarını çekmekte kullanılır. Gökyüzünün geniş bir kesiminin fotoğrafını anında çekmeye yarayan özel teleskoplar da vardır; bu teleskop türü 1929′da Alman astronom Bernhard Schmidt(1879-1935) tarafından bulunmuştur ve Schmidt teleskopu olarak anılır.

Ünlü Teleskoplar:

Dünyanın en büyük mercekli teleskopu 1897′de ABD’de Wisconsin eyaletine bağlı William Bay’deki Yerkes Gözlemevi’nde kurulmuştur. Bu, 102 santimetrelik bir teleskoptur. (verilen büyüklük, mercekli teleskoplarda objektif çapını, aynalı teleskoplarda ise aynanın çapını gösterir.) Teleskopun mercekleri taşıyan tüpünün uzunluğu 18 metredir. Artık çok büyük mercekli teleskop yapılmamaktadır, ama bu aynalı teleskoplar için geçerli değildir.
En büyük aynalı teleskoplardan biri, 1935-48 arasında, ABD’de California’daki Palomar Dağı Gözlemevi’nde kurulmuş olan 5,1metrelik Hale teleskopudur. Teleskopun yalnızca aynasının ağırlığı 18 tondur, aynayı taşıyan tüp 17 metre uzunluğundadır ve 140 ton ağırlığındadır. Sehpasıyla birlikte teleskopun toplam ağırlığı 500 tona ulaşmaktadır. Ama bu büyük kütle, küçük bir kuvvetle döndürülebilecek kadar duyarlı bir biçimde dengelenmiştir.
ABD’de Arizona eyaletindeki Kitt Peak’te kurulu olan gözlemevinde bir düzineden çok teleskop vardır. Bunların en büyüğü, yapımı 1973′te tamamlanan 4 metrelik Mayall aynalı teleskopudur. Güneş etkinliklerini incelemek için kullanılan, dünyanın en büyük Güneş teleskopu da Kitt Peak’tedir.
Çok aynalı teleskop sistemlerinin gerçekleştirilmesiyle teleskop tasarımında büyük bir ilerleme sağlanmıştır. Bu sistemde bir kaç ayna ışığı ortak bir odak noktasının üzerinde toplar. Her ayna çok duyarlı bir biçimde bilgisayarla denetlenir ve böylece verdikleri görüntülerin tam olarak üst üste düşmesi(örtüşmesi) sağlanır. Arizona eyaletindeki Hopkins Dağı’nda bulunan altı aynalı teleskopun gücü, 5 metrelik bir teleskopunkine eşdeğerdir; ama maliyeti çok daha düşüktür. Toplam olarak 15 metrelik çapa eşdeğer, birden çok ayna kullanan teleskop tasarımları geliştirilmiştir.
Modern teleskopların kurulması için harcanması gereken para çok büyük olduğundan astronomlar bunları olabildiğince verimli bir biçimde kullanmak isterler. Gözlemlerde bugün artık fotoğraf tekniklerinden pek fazla yararlanılmamaktadır, çünkü ışığı algılamak ve löçmek için duyarlı elektronik aygıtların kullanılmasına dayalı daha iyi yöntemler geliştirilmiştir. Ama bugün de Schmidt teleskoplarında fotoğraf tekniklerinden yararlanılır.
Teleskoplar bulutların, su buharının ve atmosfer kirliliğinin olumsuz etkilerini azaltmak için dağların tepesine kurulur. Örneğin; İngiliz optik astronominin ana merkezi, Britanya Adaları’daki koşulların gözlem için elverişsiz olmasından dolayı Kanarya Adaları’na aktarılmıştır. Bir teleskop için en iyi yer, gözlem koşullarının kusursuz olduğu uzay karanlığıdır. Günümüzde balonlarla ve yapma uydularla uzaya teleskoplar gönderilmektedir. ABD’nin fırlattığı insansız uzay aracı “Yörünge Astronomi Gözlemevi 2″de (OAO-2) 11 teleskop bulunmaktadır. 1990′da ise, Hubble Uzay Teleskopu fırlatılmıştır; ama teleskopun aynalarından biri arızalı çıkmıştır. Gelecekte belki de Ay’da teleskoplar kurulacak ve böylece herhangi bir atmosfer etkisinden uzak, son derece net görüntüler elde edilebilecektir.
Uzaydaki cisimlerin yaydığı pek çok ışınım türü, Dünya’yı çevreleyen atmosferin içinden geçemez. X ışınları, morötesi ve kızılötesi ışınlar bunlardan bazılarıdır. Bu dalga boylarındaki astronomi çalışmaları, yörüngedeki yapma uydulara yerleştirilen özel teleskoplarla gerçekleştirilir.

DÜRBÜN

Dürbün, uzaktaki cisimlerigözlemlemekte kullanılan ve içine gözmercekleri(oküler) yerleştirilmiş iki tüpten oluşan optik alete denir. Aynı çerçeveye yerleştirilen tüplerdeki mercek sisteminin odak noktası çoğunlukla tak bir ayar halkasıyla yapılır, ama her tüpü ayarlanan dürbün türleri de vardır.
Çoğu dürbünde her tüpün içinde iki prizma vardır. Bu prizmalar, gözmerceğinin ters çevirdiği görüntüyü yeniden doğrultur. Prizmalar, ışık ışınlarının tüpün içinde katedeceği uzaklığı arttırarak, dürbünün uzunluğunu azaltır. Ayrıca, objektif mercekleri arasındaki uzaklığın, gözmercekleri arasındaki uzaklıktan daha fazla olmasını olanaklı kılarak daha iyi bir stereoskopik etkiye(uzak mesafelerdeki görüntülerde derinlik özelliği) yol açarlar.
Dürbünler genellikle, 6 ya da olarak sınıflandırılır. İlk sayı objektif merceğinin büyütme oranı, ikicisi ise milimetre cinsinden çapını belirtir. Merceğin çapı, dürbünün ışık toplama gücünün bir ölçüsüdür. Derinlik etkisinin önemli olmadığı durumlarda, tekgözmercekli(monoküler) dürbünler kullanılır. Bunlar temelde çift tüplü dürbünlerin yarıya bölünmüş türleridir. Basit ve ucuz mercek sistemlerinden yapılan tiyatro dürbünlerinin görüş açısı dardır ve büyütme oranları 2,5-4 arasında değişir.

MİKROSKOP

Mikroskop, çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük cisimleri görmeye ve incelemeye yarayan aygıttır. MERCEK madddesinde anlatılan basit büyüteçler bazen “basit mikroskop” olarak tanımlanır; ama mikroskop deyimini, daha büyük, daha karmaşık ve çok daha etkili bir alet olan “bileşik mikroskop” için kullanmak daha doğru olur.
Mikroskopun oluşturduğu görüntüye doğrudan yada bir ekran üzerine yansıtılılarak yada fotoğrafı çekilerek bakılabilir. Mikroskopla incelenen maddeler saydam yada saydamsız olabilir. Bileşik mikroskoplarda bakteri boyutlarındaki cisimler incelenebilir, öte yandan elektron mikroskopuyla çok küçük virüslerin ve büyük moleküllerin görülmesi olanaklıdır.
Optik Mikroskop: (tarihçe) İlk mikroskop türü 15.yy’ın ortalarından başlayarak büyüteç olarak kullanılan tek mercekli mikroskoptu. Geliştirdiği tekniklerle çok yüksek nitelikli mercekler yapmayı başaran Felemenkli doğabilimci Antonie van Leeuwenhoek(1632-1723), bunlara 2-3 mikrometre(0,002-0,003mm) çapındaki bakterileri incelemeyi başardı. O dönemde böyle tek mercekli mikroskoplar renkser sapınç(aberasyon) sorununu artıran bileşik(iki yada daha fazla mercekli) mikroskoplara yeğlenmekteydi. İlk bileşik mikroskop, 1590-1609 arasındaki dönemde Felemenk’te yapıldı; bu tür mikroskopu Hans Jansen, onun oğlu Zacharias ya da Hans Lippershey’in bulduğu kabul edilir. Bulunuşundan kısa süre sonra İtalyan ve İngiliz optikçilerin yaptıkları bileşik mikroskoplar yaygın olarak kullanılmaya başlandı; ama bu mikroskoplarda kullanılan merceklerin renkser sapıncı görüntünün renklenmesine ve bozulmasına yol açıyordu. İlk olarak teleskoplarda kullanılan ve renkser sapıncı büyük ölçüde ortadan kaldıran renksemez(akromatik) mercekler mikroskoplarda 18.yy’ın sonlarında Hollanda’da kullanılmaya başladı. Ayrılımı(farklı dalgaboylarındaki ışığın kırılma indisinin farklı olması nedeniyle değişik renklerin farklı miktarlarda kırılarak birbirlerinden ayrılması) düşük crown camından yapılmış bir dışbüke(tümsek) mercek ile ayrılımı yüksek flint camından yapılmış bir içbükey(çukur) merceğin birleştirilmesiyle oluşturulan renksemez merceklerin yapımına ilişkin ilk kurumsal çalışmayı İngiliz optikçi Joseph Jackson Lister gerçekleştirdi. (1830) mikroskop tasarımında en önemli gelişme Alman fizikçi Ernst Abbe (1840-1905) tarafından gerçekleştirildi. Abbe, yağa daldırılmış objektif tekniğini (objektif ile incelenecek cisim arasına bir yağ damlasının yerleştirilmesi yöntemi) buldu, cisim üzerinde ışığın yoğunlaştırılmasını sağlayan kondansörü geliştirdi, merceklerin ayırma gücü ve ışık toplama yeteneklerinin belirlenmesini sağlayan “sayısal açıklık” kavramını ortaya koydu ve yüksek nitelikli, sapınçsız apokromatik mercek sistemini geliştirdi. Abbe,mikroskopta ayırma gücünün optik sistemin sayısal açıklığının büyütülmesi ya da daha kısa dalgaboyu ışık kullanılmasıyla yükseltilebileceğini de belirledi. Görünür ışık kullanılarak birinci yöntemin kuramsal sınırlarına ulaştıktan sonra, ikinci yolun denenmesine geçildi, böylece morötesi ışınımdan yararlanan mikroskoplar gerçekleştirildi, ama bu tür mikroskopların yapımında önemli teknik zorluklarla karşılaşıldı.1924′de Fransız fizikçi Louis-Victor Broglie, elektron demetinin bir dalga demeti özelliği gösterdiğini ortaya koydu. Elektron demetinin dalgaboyunun ışığın dalga boyuna oranla çok daha kısa olmasından yararlanarak 1930′lu yıllarda elektron mikroskopu gerçekleştirildi. Elektron mikroskopuyla elde edilen büyütme gücü 50 binin üstündedir.
Bileşik Mikroskop: Tek bir yakınsak mercekten oluşan ve yalın mikroskop olarakta bilinen büyüteçlerle 20′den yüksek büyütme gücü elde edilmesinde merceğin sapınç özelliklerinden kaynaklanan önemli sorunlar ortaya çıkar. Günlük yaşamda kullanılan büyütme gücü düşük büyüteçlerin yanı sıra duyarlı mekanik aygır yapımcılarının gözlerine kıstırarak kullandıkları ve saatçi gözlüğü denilen büyüteçler yalın mikroskopların günümüzde yararlanılan örnekleridir. Çift dışbükey yada düzlem dışbükey (bir yüzü düzlemsel diğeri dışbükey) bir yakınsak mercek olan büyüteçte görüntü sanal ve düzdür. Bileşik mikroskopta temel olarak iki yakınsak mercek bulunur. Bunlardan incelenecek cisme bakan merceğe objektif(cismin merceği) , göze yakın olanada gözmerceği(oküler) denir. İncelenecek cisim üzerine ya bir içbükey ayna yada bir ışık kaynağı ile bir yakınsak mercek sisteminden(kondasör) oluşan aydınlatma sistemi aracılığıyla odaklanmış ışık düşürülür. Objektif ile gözmerceği uygun bir mekanizma aracılığıyla birbirlerine göre ileri-geri, yada örneğin yerleştirildikleri tabla aşağı-yukarı hareket ettirilebilir ve böylece objektif ile cisim arasındaki uzaklık çok duyarlı bir biçimde ayarlanabilir.
Objektifin odak uzaklığı büyütme gücü düşük mikroskoplarda 25-75mm,orta büyütmeli mikroskoplarda 8-16mm, yüksek büyütmeli mikroskoplarda ise 2-4mm’dir. Çok küçük odak uzaklıkları yağa daldırılmış objektiflerde kullanılır. Cisim objektifin odak noktasının önüne ve odağa çok yakın olarak yerleştirilir, bu durumda objektifin arka odak düzleminin gerisinde, cisme göre ters ve büyük bir gerçek görüntü elde edilir. Bu görüntünün cisme oranla büyüklüğü, 2 ile 100 arasındadır. Bu görüntü, büyüteç olarak çalışan ve sanal görüntü oluşturan gözmerceği tarafından daha da büyütülür.
Bir mikroskopun yalnızca cismin büyütülmüş bir görüntüsünü vermesi yeterli değildir;cisme ilişkin ince ayrıntıların da görülebilmesi, bu nedenle de görüntünün keskin olması gerekir. Görüntünün keskinliğini sınırlayan ise merceğin sapınç kusurlarıdır. Bu kusurların başında faklı dalgaboyundaki ışık ışınları için(kırılma indisinin farklı olmasından dolayı ) odak noktalarının farklı olmasından kaynaklanan ve görüntünün kenarlarında renk saçakları oluşmasına neden olan renkser sapınç gelir. Renkser sapınç, yakınsak merceğe, ayrılımı daha yüksek camdan yapılmış uygun bir ıraksak merceğin eklenmesiyle giderilebilir. Mercek yüzeylerinin küresel olmasından kaynaklanan küresel sapınçta görüntünün bulanıklaşmasına neden olur. Sapınçları ortadan kaldırmak için tasarımlanan mercek sisteminin yapısı merceğin büyütmesi yükseldikçe karmaşıklaşır, dolayısıyla yapım maliyeti yükselir. Yüksek ayırma gücü elde edebilmek için düzeltilmesi gereken dört sapınç türü daha vardır:Koma(görüntü ekseninin belirli bölümlerinde görüntünün bozulması), astigmatlık, distorsiyon(görüntünün çarpılması) ve alan eğriliği. Bütün bu sapınçları belirli ölçüde düzeltmek amacıyla çeşitli mercek sistemleri tasarımlanmıştır. Bunları renksemez(akromatik), apokramatik ve yarıapokromatik(flüorit) mercekler olarak üç genel sınıfa ayırmak olanaklıdır. Fotomikroskopide büyük sakıncalar yaratan alan eğriliği kusurunu gidermek amacıyla “düz alanlı mercek” olarak adlandırılan özel mercek sistemleri geliştirilmiştir. Gözmerceği genellikle iki ayrı mercekten oluşur; bunlardan göze yakın olanı renkser sapıncı engellemek amacıyla crown-flint camlarından yapılmış mercek çifti biçimindedir. Objektifte tam olarak giderilemeyen kusurları dengelemek üzere özel olarak tasarımlanan gözmerceği ayrıca görüntüde yer belirlemeye yarayan göstergeler ya da görüntü üzerinde kafes biçiminde bir desen oluşturan çizgiler içerir.
Özel Mikroskop Türleri: Stereoskopik mikroskoplar birbirine özdeş iki mikroskoptan oluşur. Bunların eksenleri arasında yaklaşık 16 derecelik bir açı vardır, böylece iki eksenin incelenecek cisim üzerinde kesişmesi sağlanır, bu tür mikroskoplarla cismin stereoskopik bir görüntüsü elde edilir. Gözlenen cismin düz görüntüsünü elde etmek için prizma kullanılır. Tek bir objektifi bulunan ve ışık ışınlarını ikiye ayırarak iki gözmerceğine yönelten türden stereoskopik mikroskoplar da yaygın olarak kullanılır.
Ultramikroskop, koloit (asıltı) parçacıklarını incelemek amacıyla 1903′te geliştirilmiştir. Adi mikroskopla gaözlenemeyecek kadar küçük olan bu parçacıklar, güçlü bir ışık kaynağı aracılığıyla mikroskop eksenine dik doğrultuda ışıkla aydınlatılır. Parcacıkların saçılıma uğrattığı ışık karanlık zemin önünde oluşan parıltılar biçiminde gözlenir. Bu yöntemle 5-10 milimikron çapındaki parçacıkların oluşturduğu parıltıların gözlenmesi olanaklıdır.
Metalurji mikroskopları ışık geçirmeyen malzemelerin, özellikle metallerin yapısını incelemek amacıyla kullanılır. İncelenecek örnek, yüzü aşağı gelecek biçimde yerleştirilir ve alttan düşey olarak aydınlatılır. Bu tür mikroskoplar genellikle fotoğraf makinesiyle donatılmışlardır.
Mikroskopta oluşan görüntünün kontrastlığı, örneğin ışığı soğurma niteliğinden kaynaklanır; kontrastlığı artırmak için genellikle örneğin boyanması gerekir. Canlı hücrelerin ve benzer saydam cisimlerin incelenmesinde, boyamanın olanaksızlığından dolayı büyük zorlukla karşılaşılır. Faz kontrastlı mikroskoplar ve girişimli mikroskoplar örneğin herhangi bir işlemden geçirilmesine gerek kalmaksızın, kontrastın optik yöntemlerle yükseltilmesini sağlayan ve özellikle biyolojide yaygın kullanım alanı olan mikroskop türleridir.
Mikroskopun ayırma gücünü yükseltmenin bir yolu kısa dalga boylu ışık kullanmaktır. Bu amaçla gerçekleştirilen ve mor ötesi ışınımdan yararlanan mikroskoplarda incelenecek örnek mor ötesi ışınımla aydınlatılır. Bu tür mikroskopta merceklerin kuvarstan yapılmış olması gerekir. Morötesi ışınım mikroskopu adi mikroskopa oranla iki kat yüksek ayırma gücü sağlar; ama bu mikroskop türü, odaklama güçlükleri ve görüntünün yalnızca fotoğraf aracılığıyla elde edilebilmesi yüzünden yaygınlaşamamıştır. Morötesi ışınıma duyarlı televizyon kameralarının geliştirilmesiyle morötesi ışınım mikroskopu daha kullanışlı bir yapıya kavuşmuştur. Morötesi ışınımın örnekte oluşturduğu flüorışımadan yararlanan flüorışımalı mikroskoplar da özellikle biyoloji ve tıpta kullanılır.
Aynalarda renkser sapınca hiç bulunmaması, odak uzaklığının görünür ışık içinde, morötesi ve kızılötesi ışınımlar ıçin de aynı kalması yansıtıcı (mercek yerine ayna kullanan) mikroskop yapımı düşüncesini doğurmuştur. Böyle bir mikroskopta ayna kullanma zorunluluğu vardır; küresel olmayan aynaların yapımı ise oldukça zordur. Ayrıca ayna yüzeylerinin atmosfer etkisiyle bozulup kararması büyük bi sorun olmaktaydı.
Öteki mikroskop türleri arasında özellikle jeoloji ve kristalografide kullanılan ve incelenecek örneğin kutuplanmış ışıkla aydınlatıldığı kutuplayıcı mikroskop; daha çok silisyum kristallerindeki kusurların incelenmesinde ve sahte sanat ürünlerinin belirlenmesinde yararlanılan kızılötesi ışınımın mikroskopu; laser ışını ve x ışınları kullanan mikroskoplar ile çok yüksek frekanslı sesüstü dalgalardan yararlanan çok yüksek ayırma güçlü akustik mikroskoplar sayılabilir.
Elktron Mikroskopu: Fransız fizikçi Louis-Victor Broglie 1924′te, o döneme değin maddesel parçacık olarak kabul edilen elektronların ve öteki parçacıkların aynı zamanda dalga özelliği gösterdiğini ortaya koydu. Elektronların dalga yapısı 1927′de deneysel olarak hesaplandı. Parçacıkların bir dalga olarak sahip oldukları dalga boyunu veren ve Broglie’nin ortaya koyduğu eşitliğe göre, örneğin 60.000 voltla hızlandırılmış elektronların etkin dalga boyu 0,05 angströmdür, bir başka deyişle yeşil ışın dalga buyunun 100.000′de 1′ine eşittir. Bu nedenle mikroskopta ışık yerine böyle bir dalganın kullanılması durumunda ayırma gücünün çok büyük ölçüde artması beklenebilir. Elektrostatik ve magnetik alanların elektronlardan ya da başka yüklü parçacıklardan oluşan demetleri saptırabildiği ve odaklayabildiğinin 1926′da kanıtlanması üzerine ayrı bir fizik dalı olarak elektronoptiği ortaya çıktı. İlk elektron mikroskopu 1933′te gerçekleştirildi; optik mikroskoplarla elde edilebilen ayırma gücü elektron mikroskopu kullanılarak bir kaç yıl içinde aşıldı. İlk ticari elektron mikroskopunun yapımına 1935′te İngiltere’de başlandı. Bunu Almanya ve ABD izledi. Günümüzde elektron mikroskoplarıyla 3 angströmden küçük uzunluklar seçilebilmekte, böylece büyük moleküllerin doğrudan gözlenmesi olanaklı olmaktadır.
Optik Mikroskopa Göre Farklar: Elektronlar hava içinde heve molekülleri ile çarpışmalarından ötürü yol alamadıklarından, elektron demetinin geçtiği yolda havanın boşaltılmış olması gerekir. Bu nedenle canlı örnekler elektron mikroskopuyla incelenemez. Optik mikroskopta merceklerin odak uzaklıkları sabittir ve odaklama için örneğin objektife uzaklığı değiştirilir. Elektron mikroskopunda kullanılan elektrostatik ya da magnetik alan merceklerin odak uzaklıkları değişkendir ve kolaylıkla ayarlanabilir; bu nedenle mercekler arasındaki uzaklık ve örneğin objektife uzaklığı sabit tutulur. Optik teleskoplarda genellikle sanal görüntü elde edilir; elektron mikroskopunda ise görüntü gerçektir, bu nedenle flüorışın bir ekran üzerinde oluşturularak doğrudan görülür duruma getirilebilir ya da film üzerinde oluşturularak fotoğrafı elde edilebilir. Optik mikroskopta görüntü, ışığın, incelenen örnek tarafından soğurulması sonucunda oluşur; elektron mikroskopunda ise görüntüyü oluşturan, elektronların, örnekteki atomlar tarafından saçılıma uğratılmasıdır. Ağır (atom numarası yüksek) atomlar elektronları daha kolay saçılıma uğrattığından incelenen örnekte ne kadar çok ağır atom varsa görüntünün kontrastlığı da o oranda yüksek olur. Elektron mikroskopunda elektron demetini saptırma yada odaklama amacıyla kullanılan mercekler elektrostatik ya da elektromagnetik merceklerdir. En yalın elektrostatik mercek iç içe iki eşeksenli metal silindirden ya da art arda yerleştirilmiş iki metal levhadan oluşur.
Geçişli Elektron Mikroskopu: Elektron demetini incelenen örneğin içinden geçerek görüntü oluşturduğu çeşitli elektron mikroskoplarında başlıca üç bölüm bulunur: 1) Elektron demetini üreten ve örneğe odaklayan bölüm 2) Görüntüyü oluşturan bölüm 3) Görüntü izleme bölümü
Elektron demetini oluşturan bölüm elektron tabancası olarak adlandırılır. Mikroskopun elektron tabancasından ekrana ya da filme kadar tüm bölümlerinin elektronlarının serbestçe yol almalarını sağlamak üzere havası boşaltılmış bir sistem içinde bulundurulması gerekir.
Yüksek Gerilimli Mikroskoplar: Alışılagelmiş elektron mikroskoplarında elektronları hızlandıran gerilimin değeri 100 kilovolt civarındadır. Buna karşılık, 1.200.000 voltluk gerilimler kullanan mikroskoplarda yapılmıştır. Yüksek gerilim kullanmanın üstünlüklerini şöyle sıralayabiliriz: 1) Gerilim yükseldikçe, elektron hızı büyür 2) Hızlı elektronlar alın örneklerden daha çabuk geçer 3) Enerji kayıplarından kaynaklanan renkser sapınç artar 4) Örnek daha az ısınır, bozucu etkiler azalır 5) Elektron kırınım desenlerinin ayırma gücü yükselir. Yüksek hızlı elktronların yolu üzerindeki cisimlere çarpmasıyla ortaya çıkan x ışınlarının mikroskop kullananlara zarar vermemesi için de gerekli önlemlerin alınması gerekir.
Tarıyıcı Elektron Mikroskopu: Cisimlerin yüzeyini incelemek üzere geliştirilen tarıyıcı elktron mikroskopunda uygun bir saptırıcı düzenek aracılığıyla bir elktron demetinin incelenecek yüzeyi sürekli olarak taraması sağlanır. Yüzeye çarpan elektronlar yüzeyden ikincil elektronların fırlamasına yol açar. Bu ikincil elektronlar bir kırpışım kristaline (elektronların çarpmasıyla kısa süreli ani ışık parlamaları oluşturan kristal) gönderilir.kristalde ortaya çıkan parlamalar bir fotoçoğaltıcı lamba aracılığıyla yüzbinlerce kez yükseltilerek elektrik sinyaline dönüştürür. Bu elektrik sinyali bir katot ışının lambadaki (televizyon görüntü tüpü) görüntünün parlaklığını denetler. Katot ışınlı lambanın ekranını denetleyen demetin mikroskopla incelenecek yüzeyi tarayan demetle eşzamanlı tarama yapması sağlanır. Böylece lamba ekranındaki bir noktanın parlaklığı örneğin yüzünde bu noktaya karşılık gelen noktada salınan ikincil elektronların sayısıyla orantılı olur. Sonuç olarak ekranda incelenen yüzeyin yapısını gösteren bir görüntü elde edilir.
Elektron Sondalı Mikroçözümleyici: 1947′de geliştirilen elektron sondalı mikroçözümleyici örnekteki elementleri büyük bir ayırma gücü ile belirleyebilmektedir. Elektron sondali mikroçözümleyici özellikle mineraloji ve metalurjide yaygın olarak kullanılır.
Alan Etkili Mikroskop: Alan etkisiyle salım olgusundan yararlanarak çalışan bu aygıt, temel olarak, bir katot ışınlı lamba içine yerleştirilmiş çok ince bir telden oluşur. Güçlü bir elektrik alanının etkisiyle telin ucandan elektronlar fırlar; bu elktronlar lambanın flüorışın ekranına düşerek ekranda ince telin ucunu görüntüsünü oluşturur. Böyle bir aygıtta büyütme, flüorışın ekranının eğrilik yarı çapı ile telin ucunun yarı çapı arasındaki orana eşittir. Bu yöntemle yalnızca yüksek sıcaklıklara dayanıklı tungsten, platin, molibden gibi metaller incelenebilir, çünkü telin ucunda ortaya çıkan yüksek akım yoğunluğu yüzden büyük ısı açığa çıkar.
Alan etkili mikroskopun değişik bir tür de kristal yapısındaki kusurları doğrudan incelenmesine olanak sağlayan alan etkili iyon mikroskopudur.

buzlu.org

Güneşten gelen zararlı ışınları süzer.
Meteorların dünyamıza düşmesini büyük oranda engeller.
Canlılar için gerekli gazları bulundurur.
İklim olayları meydana gelir.
Dünyamızın aşırı ısınmasını ve soğumasını engeller.
Güneş ışınlarını dağıtır. Böylece gölgede kalan yerlerin de aydınlanmasını sağlar.
Dünya ile birlikte dönerek sürtünmeden doğacak yanmayı engeller.

Hissedilmeyen Yük
Atmosferi teşkil eden gazlar cm² alan başına yaklaşık 1 kg’lık bir kuvvetle tesir eder. Atmosfer basıncının sadece % 1 oranındaki değişikliğinde bile şiddetli fırtınalar ve tayfunlar meydana gelebilir. Bütün canlılar, farkında bile olmadan bu basınç değeri ile tam bir ahenk içinde yaşamaktadır. İşte hava basıncı dediğimiz hava zerrelerinin tesiri bütün meteorolojik hâdiselerin her safhasında birinci derecede rol oynar.

Yukarıya doğru yükseldikçe gazlar seyrekleşir ve bunun neticesi olarak atmosfer basıncı düşer. Buna bağlı olarak da içimizdeki sıvı maddelerin basıncı artar (vücudumuzun dörtte üçünün sudan ibaret olduğunu hatırlayalım). Hattâ öyle ki kaynayıp buharlaşacak hale gelir. Çünkü tüy gibi hafif zannettiğimiz hava esasen muazzam bir ağırlığa sahiptir.

Vücudumuzun bir parmak ucu kadar sahasına 1 kg’lık basınç yaptığını belki çoğumuz bilmez. Bu, bir insan vücudunun yaklaşık 15 ton havanın ağırlığı altında olması demektir. Meğer sırtımızda ne ağır yük varmış da haberimiz yokmuş. Peki neden bunu hissetmiyoruz? Dış hava basıncını Yaratan, vücudun içinden onu dengeleyecek dışarıya doğru aynı değerdeki basıncı ihmal etmemiş.

Dışta hava basıncı ne kadarsa, içten dışa da tam o kadar basınç var. Araba lastiklerindeki basıncın havadaki basıncın iki misli kadar bir değere haiz olduğunu hatırlatırsak fark edemediğimiz basıncın ne derece yüksek olduğunu bir derece anlayabiliriz. Bu denge bozulduğu takdirde insan hayatı tehlikeye girer. Hava basıncının yok denecek kadar az olduğu yüksekliklerde insanın yaşaması, işte bunun için mümkün olmaz. Dağa çıkan kimselerde görülen rahatsızlanmalar ve burun kanamalarının sebebi bu basınç farkıdır. Atmosfer dışına çıkan astronotlar ise ancak içinde hava basıncı bulunan özel elbiseleriyle uzayda dolaşmak zorunda kalırlar.

Atmosferdeki Denge
Atmosfer gazları mahiyetleri gereği uzay boşluğuna kaçmak isterken, yeryüzü bu gazları emmek ve tutmak ister. Ancak öylesine harika bir denge kurulmuş ki; her ikisi de vuku bulmaz. Dünyamızın kütlesi; yarıçapı, sıcaklığı ve yerçekimi gibi birçok faktörler kullanılarak, o kadar ince hesaplama ve ayarlamalar yapılmış ki, akıllar değil hayaller dahi şaşkınlığa düşmektedir.

Eğer Dünya’mız Güneş’e daha yakın olsaydı hava daha fazla ısınacak, ısınan gazlar yükselip atmosferi terk edecekti. Biraz uzak olsaydı, o zaman da yeryüzüne çöküp kalırlardı. Yerçekimi şimdikinden biraz fazla veya tersine az olsaydı, aynı durum ortaya çıkardı. Ayrıca, gelen ısı yerkürede bir süre tutulabilmelidir. Bu görevi de karbondioksit gazı üstlenmektedir.

Atmosfer denen bu esrarengiz perdenin bir an için başımızdan kaldırıldığını düşünebiliriz. O zaman dünyanın diğer gezegenlerden farkı kalmayacaktı. Meselâ Ay’da olduğu gibi ısı gündüzleri 120 dereceye çıkabilirdi. Sonuçta herşey kavrulacak, geceleri ise düşen sıcaklıkla birlikte herşey donacaktı. Bununla kalmayacak göktaşlarının sağanakları yüzünden kozmik ve morötesi ışınların bombardımanından delik deşik olacaktı. Yanı başımızdakine bile sesimizi duyuramayacak, ışık saçılma göstermeyeceğinden karanlıkta kalacaktık. Ufak bir bitki bile yeşeremeyecekti. Kuşlar gibi uçaklar da havalanamayacaktı. Velhasıl cansız ruhsuz soğuk sessiz ölü bir dünya ile karşı karşıya kalacaktık.

Çok soğuk ve zifiri karanlık içerisinde hızla yol alan her ihtiyacı temin edilmiş sıcak ve aydınlık bir yuva üzerindeyiz. Bu yuva üzerinde eksikliğini duyduğumuz hiçbir şey yok. Bu yuvanın ne kadar mükemmel tefriş edildiğini daha iyi fark etmek için başka gezegenlere hattâ fazla uzağa gitmeğe gerek yok, kapı komşumuz Ay’a bir göz atmak yeterli.

Acaba bu fiillerin kaynağını kör tabiatta ve şuursuz sebeplerde arayanlar; cansız ve şuursuz zerrelerin, kâinatın bütün projesini, insan başta olmak üzere her varlığın, her işini ve ihtiyacını ayrıntısına kadar bilecek bir ilme sahip olmaları gerektiğini, her şeye güçlerinin yettiğini farz etmeleri gerektiğini biliyorlar mı?

Hava (atmosfer)

Alm. Luft (f), Fr. Air (m), İng. Air. Dünyâ atmosferini meydana getiren gaz karışımı. Ancak, atmosferin halk arasındaki yaygın adı “hava” olarak bilinir. 100 km’nin altında moleküler azot ve oksijen hakimdir. Su buharının donmasından sonra hacim olarak azot havanın % 78 ve oksijen % 21’ini teşkil eder. Geri kalan % 1 de esas olarak argon vardır. Buna ilâveten karbondioksit ve az miktarda neon, helyum, kripton, ksenon, hidrojen, metan ve nitro oksit mevcuttur.

Atmosferi oluşturan gazların karışımı. Kuru havayı oluşturan temel gazlar:
Gaz Formül Oran (%)
Nitrojen N2 78.084
Oksijen O2 20.946
Argon Ar 0.930
Karbondioksit CO2 0.034

Meteorolojik açıdan en önemli gaz su buharıdır.

Havanın en değişken kısmı olan su buharı en nemli havada bile %3’ten daha az bulunursa da hayâtın devamı için gerekli bir maddedir. Hayat için gerekli olan diğer bir değişken bileşen ozon (O3)dur. Deniz seviyesinde milyonda 0,07 olan yoğunluğu denizden 30 km yüksekteki ozon tabakasında milyonda 10’a yükselir. Ozon tabakası güneşten gelen ultraviyole ışınlarının çoğunu toplayarak, dünyâyı zararlı ışınlardan korur. Havada ayrıca sülfür dioksit, azot dioksit ve çok az miktarda amonyak, karbon monoksit ve iyot bulunur. Dünyânın ilk atmosferindeki hava muhtemelen su buharı, amonyak, hidrojen ve metandan meydana gelmiştir. Oksijen, daha sonra su buharından fotosentez yâni bitkilerin nefes almaları sonucu meydana gelmiştir. Argon gibi diğer gazları dünyâdaki radyoaktif maddelerin zamanla ayrışmasından ortaya çıkmıştır. Hidrojen gibi ilk atmosferdeki hafif gazlar dünyâdan çok önce kaçmışlardır.

Hava sürekli olarak canlılar (biyosfer) vâsıtasıyla çevrim izinde bulunur. Tüm oksijenin biyosfer çevriminde yaklaşık 3000 yılda bir defa geçtiği tahmin edilmektedir. Havanın karbondioksit bileşiminin ise her 10 yılda bir kullanılıp, yerine konduğu da diğer bir tahmini meydana getirmektedir.

Havanın bileşenlerinin oranı 17. asırda tesbit edilmiştir. Bunlardan karbon dioksit ve su buharı dünyâdan yansıyan radyasyonun tutulmasında etkili olur. Böylece dünyâ ise dengesinde önemli rol oynar. Karbondioksit atmosfere hayvan ve bitkilerin nefes almaları ve bakterilerin organik maddeleri bozmasıyla ve karbonlu yakıtların yanmasıyla geçer. Yakıtların yanmasıyla atmosferdeki karbondioksit seviyesi yükselmektedir ve muhtemelen iklim değişikliklerine de sebep olmaktadır. Karbondioksit, bitki ve denizlerin alınmasıyla havadan ayrılır.

Çok az miktarda bulunan radyoaktif gazları kozimik radyasyon sonucu ve radon gibi radyo aktif maddelerin ayrışmasıyla ortaya çıkar. 1945’ten bu yana atom maddeleri ile yeni radyoaktif kirlilikler meydana gelmiştir. Bir atom bombası noktasından sonra sunî radyoaktivit yere hemen düşer, ancak bâzı kısmı düşmeden aylarca havadan kalabilir.

Yükseklerde hava, elektrik yüklü iyon ve serbest elektronlarından ibârettir. Havanın yaklaşık 80 km’ye kadar kimyâsal bileşimi aynıdır. Bunun üstünde atomik oksijen artar ve 130 km’nin üzerinde oksijenin çoğunluğu atomiktir. Atomik oksijen moleküler oksijenin ultraviyole ile ayrışması ile meydana gelir.

Meteorolojide ise hava denince, sıcaklık, barometrik basınç, rüzgârın hızı ve yönü, rutubet, bulut durumu, görüş şartları ve yağış durumu vs. akla gelir.

Bulutların teşekkülü:
Bulutlar yere düşmeyecek kadar küçük, milyonlarca buz kristalinin veya su damlacıklarının bir araya gelmesinden teşekkül eder. Havadaki su damlacıkları hava sıcaklığının donma noktasına geldiği kritik anda bulutları meydana getirirler. O zaman su damlacıkları buz hâlini alabilirler. Ama gerek su ve gerekse buz parçacıklarının teşekkülü için iki şey lâzımdır. Bunlardan birincisi, nemli hava yükselmeli, basıncını ve sıcaklığını etrafındaki atmosfere bırakmalıdır. İkinci şart; üzerinde yoğunlaşarak buz kristali veya su buharı hâline gelebileceği bir toz parçası mevcut olmalıdır. Bu toz parçacıklarına “yoğunlaşma çekirdeği” veya “buz çekirdeği” denir.

Bir bulutun teşekkül etmesi demek, mutlaka yağış hâdisesinin meydana gelmesi demek değildir. Yoğunlaşma damlaların veya kristallerin aşağı düşmesine sebep olmaz. Yükselen su, havanın kuvvetini yenecek kadar büyük olsalar bile buharlaşırlar. Buz, kristal (bergeron) proses (olayı) ve birleşme prosesi (işlemi, olayı) yoğun taneciklerin büyüklüğünü izah etmeye yardım eder. Hem buz kristalleri, hem de 0°C’nin altındaki sıcaklığa sâhip su damlacıkları, buz kristallerinin üzerinde yoğunlaşır. Düşecek kadar büyümeden düşmezler. Bâzan düşerlerken eriyerek yağmura dönerler. Şâyet bulut hiçbir buz kristaline sâhip değilse, bulut içinde aşağı düşen parçacıklar, birleşerek büyürler. Bir parça ne kadar büyürse, diğer parçaları kendine ekleme ve zemine ulaşma ihtimali fazladır. Bulutların meydana geliş şekilleriyle hava geniş bir bölgede saniyede birkaç santimetre hızla yükselirse, tabaka şeklinde bulutlar meydana gelir. Bilhassa siklonlarda ve sıcak bölgelerde görülür. Saniyede birkaç metre gibi ve daha yüksek hızla yükselen havada konveks bir yapı görülür. Yâni yükseldikçe kalınlaşır. Bunlar kümülo-nimbus bulut adını alır. Bir bulutu ayırd etmenin en kolay yolu, şekline ve yüksekliğine bakmaktır.

İlk bulut sınıflandırmasını 1833’te Lukettoward adındaki Londralı bir kimyâger yapmıştır. Dünya Meteoroloji Teşkilâtının sınıflandırmasına ışık tutan bu sınıflandırmaya göre 10 çeşit bulut vardır. Bunlar üç ana sınıfa ayrılır:

En yüksek bulutlar: Yükseklikleri 8-10 kilometre arasındadır. Buzdan meydana gelmişlerdir. Cirrus, Cirro-stratus ve Cirro-cumulus adını alırlar. Orta yüksek bulutlar: Su ve buz parçacıklarından meydana gelir. Alto-cumulus ve alto-stratus denir. Alçak bulutlar: Üç kilometreden az yükseklikteki bulutlardır. Su damlacıklarından müteşekkildir. Stratus-stratocumulus ve nimbo-stratus adı verilir. Diğer iki çeşit bulutun adı Cumulo-nimbus ve cumulustur. Bâzan bu bulutlar birleşerek değişik tipte bulutlar meydana gelir.

Güneş, rüzgâr ve rutûbet: Uzun zaman güneş açması antisiklonlarda havanın alçalması demektir. Alçak irtifada rüzgârın hızı ve istikameti hava ile zeminin sürtünmesi ve yeryüzü şekliyle yakından ilgilidir. Hava, engebeli zeminde; deniz yüzeyindeki ve bilhassa yüksek irtifadaki hava kütlelerinden daha yavaş hareket eder. Bu da sürtünmenin mevcudiyetini göstermektedir. Hava akımı, vâdilerde ve meskun mahalde tabiatın yapısına göre kanalize olur.

Havanın rutûbetini ifade etmenin çeşitli yolları vardır. Bunlardan Rölatif Rutûbet “Bağıl Nem” usûlü en çok kullanılanıdır.

Sis: Zemin seviyesindeki bulutumsu hava kütlesine denir. Görüş şartlarına mâni olur. Tayyare ve motorlu vâsıtalar için tehlike arz edebilir.

Hava kütleleri: Aynı sıcaklık ve nem seviyesindeki büyük hava sahaları. Yüzlerce kilometre genişliğinde hava sahaları, aynı seviyede nem ve sıcaklık olan deniz veya kara parçaları üzerine çökünce hava kütleleri meydana gelmiş olur. Hava kütleleri aşağılarındaki sathın özelliklerini taşırlar. Sıcak olan tropikal ve soğuk kutbî hava kütleleri belli başlı hava kütleleridir.

Hava kütleleri, dünyâ yüzeyi üzerinde hareket ederek ısı dağılımını dengelemeye çalışırlar. Meydana geldikleri bölgelerden ayrılıp farklı özelliklerdeki sahalar üzerinde gezdikçe sıcaklık ve nem seviyeleri devamlı değişikliğe uğrar. Fakat bir yandan da kutuplarda ve tropik bölgelerde yeni hava kütleleri meydana gelir.

Çok farklı özellikleri olan hava kütleleri, karşılaştıkları zaman birbirleri ile karışmazlar. İki yarımkürede de, yumuşamış tropikal ve kutupsal hava kütleleri arasında bir sınır teşkil eden “kutup cepheleri” vardır. Bu sınırlar, belirsiz ve düzensiz hava durumu olan bölgelerdir.

Kutup cephelerinde, ekvatora doğru hareket etmek isteyen kutupsal hava kütleleri ile kutuplara doğru hareket etmek isteyen tropikal hava kütleleri arasındaki mücadele sonucu depresyonlar (hava çöküntüleri) meydana gelir. Bu depresyonlar, fırtınalı ve yağmurlu havaya sebebiyet verirler.

Sıcak tropikal hava kütlesiyle soğuk kutupsal hava kütlesi karşılaştığı zaman, sıcak hava soğuk havanın üzerine doğru yükselmeye başlar. Sıcak havanın boşalttığı yerlerde basınç düştüğü için o bölgelere soğuk hava akımı olur. Böylece, depresyonun teşekkül ettiği bölgenin çevresinde bir hava devri meydana gelir. Soğuk hava güneye, sıcak hava da kuzeye doğru hareket ederler ki, bunlara soğuk hava dalgaları ve sıcak hava dalgaları denir. Yüzlerce kilometre uzunluğunda olan bu dalgalar boyunca bulutlar teşekkül eder ve çeşitli şekillerde yağışlara sebebiyet verebilirler.

Daha hızlı hareket etmekte olan soğuk hava dalgası, sıcak hava dalgasına yetiştiği zaman hava çöküntüleri sona ererler. İki hava dalgası birleşirler ve tek bir yağışlı hava dalgası meydana getirirler. Bunlar yağmur veya kar yağışlarına sebeb olurlar.

Hava tahmini: Hava durumu, büyük hava kütlelerinin hareketine bağlıdır. Hava kütlelerinin özellikleri ise altlarında bulunan kara parçası ve deniz yüzeyi ile ilgilidir. Bazı hava kütleleri meydana geldikleri yerde günlerce, hatta haftalarca hareketsiz dururlar. Tropik çöllerde, okyanuslarda ve büyük kıtaların iç kısımlarında çok vâki olan böyle hava durumunu tahmin etmek kolay olabilir. Diğer hava kütleleri yer küresinin dönmesinin tesiri altında kalarak hızlı ve dönerek hareket ederler. Böylece etrafındaki hava kütlelerine de çarparak onları da harekete geçirirler. Bu tür havayı tahmin etmek çok zordur.

Hava şartlarına tesir eden faktörler: Hava tahmini yapabilmek için o bölgede, o anda mevcut olan hava kütlesinin özelliklerini, yâni geçmişteki sürekli hareket tarzını ve doğan sonuçları periyotları ile birlikte bilmek gerekir. Bu zaman periyodu umumiyetle birkaç saat veya birkaç gün olur. Benzer sebeplerin benzer neticeleri doğurabileceği düşüncesi ile tahmin yapılır.

Hava tahmini bilhassa çiftçi ve denizcileri, işleri icabı büyük ölçüde ilgilendirdiğinden onların ihtiyaçlarını karşılayacak tarzda gelişmiştir. Ilıman iklimlerde dahi, hava tahmini zannedildiği kadar zor sayılmaz. Meselâ, BatıAvrupa’nın hava durumu batı-doğu istikametinde esen siklonlarla, hava çöküntülerine ve iki ayrı rutubet ve ısıya sâhip hava kütlesinin altındaki ovaları birbirine birleştiren geçitlere bağlıdır. Barometrenin düştüğünü, rüzgârın değiştiğini, alçalan ve yoğunluk kazanan bulutların mevcudiyetini gören bir tahminci, yağmurun gelmekte olduğunu tahmin edebilir. Bunun için yüksek ve sâbit bir barometre, açık bir gökyüzü ve hafif bir rüzgâr, diğer bir hava kütlesi hareketi doğana kadar, açık bir hava durumuna işaret eder.

Tahminci nasıl çalışır? Profesyonel bir tahminci işe bir hava tahmin haritası hazırlamak suretiyle başlar. Bu harita tahmincinin bulunduğu yer ve bunun etrafındaki geniş bir bölgeyi içine alan özel işaretlerle o andaki hava durumunu belirten bir plândır. Civar bölgelerdeki istasyonlardan telsiz veya diğer haberleşme vasıtaları ile elde edilen hava durumu bilgileri bu plana işlenir.

Dünyâda bu hizmeti gören 8000’den fazla yer istasyonu vardır. Bunlar dağların tepelerinde, gemilerde, kutuplarda ve otomatik olarak çalışan ve karakteristikleri kaydederek belirli aralıklarla haber gönderen birimlerde yer alır.

Tahminci; basınç, rüzgâr durumu, sıcaklık, bulutların cinsi, rutûbet ve basınç eğilimi gibi bilgilerin yanında geçmiş ve hâli hazırdaki hava durumunu da plâna işler. Bütün bu bilgiler, izobar denen (eşit atmosfer basıncına sahip) eğrilerin çizilmesini sağlar. Havanın seyrini ve değişme hızını bilen tahminci, haritası üzerindeki belli bir noktanın yakın bir gelecekteki hava tahminini yapabilir. Günümüzde tahmincinin işi kolaylaşmıştır. Hava durumunu tetkik için atmosfere bırakılan balonlardaki vericiler (radyosondlar) üst kısımlardaki hava hakkında bilgi sağlamaktadır. Bu maksatla gönderilen uyduların çektiği fotoğraflar, bir astronotun gözüyle olaya bakış temin etmektedir. Tahmincinin çizim ve analizle ilgili işi otomatik hâle gelmiştir. Atmosferin bütün seviyelerinde daha güvenilir bilgiler elde edildikçe, matematik analizin hava tahminindeki rolü gittikçe artmaktadır.

Kısa ve uzun dönem tahminleri: Kısa dönem tahminleri dört güne kadar, uzun dönem tahminleri ise beş gün-altı ay arasında olabilmektedir. Kısa dönemli tahminler, denizci, çiftçi ve uçak seferleri için çok mühim kabul edilmekte, bunlar işleri ve seferlerini tahminlere dayandırmaktadırlar. Uzun dönem tahminlerinde mevsim karakterleri ve söz konusu bölgede o mevsimin tahmin yapılacağı zamana kadar nasıl geçtiği konusu önem kazanır. Değişken iklimlerde daha ayrıntılı metod ve araştırma yapılarak, hava kütlesinin tabiatı, menşei ve hareketi gözlem altına alınır. Günümüzde okyanusların üzerindeki hava kütlelerinin incelenmesi uzun dönem tahminlerinde geniş şekilde kullanılmaktadır. Meselâ İngiltere gibi ülkelerde okyanuslardaki hava kütlelerinin hareketi, iklime büyük ölçüde tesir etmektedir.

Meteorolojik tahminlerin milletlerarası ölçüde hazırlanması 1853’e kadar gerçekleştirilemedi. 1853’te ilk defa okyanuslar üzerindeki hava kütleleri incelenerek denizcilikte kullanıldı. 1878’de Milletlerarası Meteoroloji Teşkilâtı (IMO) kuruldu. 1951’de IMO, Dünyâ Meteoroloji Teşkilâtı(WMO) hâlini aldı ve Birleşmiş Milletlere bağlandı.

Hava tahmininde kullanılan teknik, âlet ve usüller, her geçen gün inkişaf etmekle beraber bir yıllık toplam tahminlerde ortalama isabet ve başarı nisbeti fazla yüksek değildir. Bunun çeşitli sebepleri vardır. Her türlü hava hareketlerinin cereyan ettiği ve hava değişikliklerinin ve özelliklerinin teşekkül ettiği atmosferin muazzam büyüklüğü ve diğer değişken vasıfları bu sebeplerden bir tânesidir. Hava tahmincileri, atmosferde tesbit ettikleri, yağmur, kar, rüzgâr, sis gibi alâmetlere göre hava tahmin raporları hazırlamaktadır. Bunlara dayanarak vardıkları neticeler, yalnızca bir tahmin olarak kalmakta, muhakkak husule gelecek mânâsını taşımamaktadır. Asırlardan beri insanların yaptıkları hava tahminlerinde kullanılan âletler ve tahmin için faydalanılan unsurlar büyük mikyasta değişmiş, fakat tahminlerdeki isabet aynı oranda değişmemiştir.

Atmosferin Etkileri

Atmosferik karbodioksidin sera etkisi

Atmosferdeki karbondioksit gazı güneşten gelen ışınları geçirir,yani dünyamıza gelmesini engellemez,fakat bu ışınların yeryüzünede ısı enerjisi haline dönüştükten sonra karasal radyasyonla tekrar atmosfere dönmelerini engeller.(greenhouse effect of atmospheric CO)

Atmosferik karbondioksidin sera etkisi

Atmosferdeki karbondioksit gazı güneşten gelen ışınları geçirir, yani dünyamıza gelmesini engellemez, fakat bu ışınların yeryüzünde ısı enerjisi haline dönüştükten sonra karasal radyasyonla tekrar atmosfere dönmelerini engeller. Diğer bir anlatışla karasal radyasyon halinde gelen sıcaklığı aynen seradaki cam gibi absorbe eder. Buna ‘’ atmosferik karbondioksidin sera etkisi ‘’ adı verilmektedir. Onun için atmosferde insanların teknolojik etkisi ile CO2 miktarı arttıkça yeryüzü tabakalarının sıcaklığı artacak demektir. Bundan dolayı insan etkisi ile ‘’iklim değişiminden’’, ‘’kurak periyodun gelmesinden’’ buna bağlı olarak ‘çölleşme’ olayından söz edilmektedir.(Greenhause effect of atmospheric CO2)

buzlu.org

Resimde gördüğünüz sadece basit bir örnek, bununla ilgili neler neler var bu sitede, hayal gücü neleri yaptırıyor insana.

buzlu.org

Bu balonları küçükler yapıyor,bunlarla değil küçükler ben bile oynarım.Tabiki bunlar çocukların bercerisini iyi yönde geliştirirler.Tamamen hayal gücüyle ilgili, değişik tipler,şişman,zayıf ve değişik renkler.

Buradan 

buzlu.org