Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

MODERN FİZİĞİN TEKNOLOJİDEKİ UYGULAMALARI

No description
by

ummu kaya

on 26 March 2017

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of MODERN FİZİĞİN TEKNOLOJİDEKİ UYGULAMALARI

add logo here
MODERN FİZİĞİN TEKNOLOJİDEKİ UYGULAMALARI
MR CİHAZI
Tomografi (BT)

Bilgisayarlı tomografi cihazı kesit görüntülerini MR cihazının aksine manyetik dalgalar yerine, X-ışınları kullanarak yapar. Bu özelliğiyle BT cihazı kurulumunun yanı sıra özel yalıtıma da ihtiyaç duyar. Bilgisayarlı tomografi X-ışını (röntgen) kullanılarak vücudun incelenen bölgesinin kesitsel görüntüsünü oluşturmaya yönelik radyolojik teşhis yöntemidir.
Bilgisayarlı tomografi cihazı X-Işınları yardımı ile vücuttan yatay kesitler alarak çalışan bir tanı ve teşhis cihazıdır.
Manyetik Rezonans Görüntüleme (MR Cihazı)
Sonar
Ses, havada ve suda dalgalar hâlinde yayılır ve bu dalgalar herhangi bir cisme çarparsa geri döner. Dönen dalgalardan dalga kaynağının ne kadar uzakta olduğu, büyüklüğü ya da ne yöne, hangi hızla hareket ettiği gibi bilgiler elde edilir. Ses dalgalarının su altındaki yayılımından yararlanarak yön bulmaya, haberleşmeye ve deniz araçlarının (denizaltı vb.) tespit edilmesine yarayan sistemlere SONAR [Sound Navigation and Ranging (Sand Nevigeyşin end Rencin)] sistemleri denir. Bu sistemler cisimlerin uzaklığının ve boyutlarının tespitini sağlar. Radarlarla aynı esasa göre çalıştıklarından su altında çalışan radar sistemleri olarak görülebilir. Aktif sonarlar oluşturdukları ses dalgalarının hedefe çarpıp dönmesi esası ile çalışırken pasif sonarlar su altındaki her türlü sesi dinleme esasıyla çalışmaktadır.
Bu kadar yüksek frekanslı ses elde etmek için “piezoelektrik olay” dan yararlanılmaktadır. Piezoelektrik olay quartz gibi kristallerin mekanik ve elektrik enerjilerinin birbirine çevrilmesine dayanır. Enerjiyi birbirine çevirmek amacıyla transduserler kullanılır. Transduserler; ultra sesin üretimi, dokulara gönderilmesi, dokudan yansıyan ses dalgalarının saptanması ve bu sesin elektrik sinyallerine dönüştürülmesinden sorumludur. Transduserlerin ön yüzüne yakın yerleştirilen kristale voltaj uygulanması, elektrik enerjisinin kristalde genişleme-daralma şeklinde mekanik enerjiye dönüşmesine neden olur. Bunun sonucunda ultra ses dalgaları oluşur. Bu etki piezoelektrik (basınç elektrik) etkidir.
Ultrason (USG)
Manyetik rezonans, manyetik titreşim anlamına gelir. Resim 6.1’de görülen MR cihazı protonların manyetik alan altındaki titreşimlerinden yola çıkarak oluşturulan ve tanı amaçlı kullanılan bir cihazdır. 1981 yılında ilk prototipleri geliştirilmiştir. MR’da hasta bir manyetik alan içine yerleştirilir ve radyo frekans dalgaları gönderilir. Bu manyetik alan içerisinde, doku hücrelerinin içinde bulunan hidrojen atomu radyo frekans dalgası ile karşılaştığı zaman sinyal oluşturur. Bu sinyaller bir görüntü oluşturur. Her dokunun ve hasta bölgelerin oluşturduğu sinyalin gücü farklı olduğu için oluşan görüntüde dokular birbirinden ayrılır.

Here are
some extra assets :
Örneğin; MR ,tomografi,ultrason,
sonar,termal kameralar gibi
görüntüleme cihazları...
Görüntüleme Teknikleri
Teknolojinin gelişmesi ile birlikte birçok alanda gelişmeler meydana geldi. Bu alanlardan biri olan tıp teknolojisinde meydana gelen gelişmeler, teşhis ve tedavi amacı ile mekanik, elektronik cihazlar ve sistemler geliştirilmesini sağladı. Günümüzün modern tıbbında hastalıkların tanısında ve tedavisinde hekimlere kılavuzluk etmek amacıyla mühendislerce geliştirilen cihazlar, kısaca biyomedikal cihaz olarak anılır. Biyomedikal cihazlar ve biyomedikal görüntüleme cihazları günümüzde tanıda, teşhiste ve tedavide tıp biliminin en büyük yardımcılarıdır
MERVE KARACA
MR cihazı insan vücudunun büyük bir kısmının sudan (H2O) oluşması nedeniyle birçok hastalığın özellikle de tümörlerin teşhisinde kullanılır.
Tomografi, eski Yunanca kelimeler olan TOMO (kesit) ile GRAPHY’den (görüntü) oluşmuştur. X-ışınları kullanılarak vücudun istenilen bölgesinden kesitler şeklinde görüntüler oluşturulur. Bu kesitler birbirleriyle birleştirilerek üç boyutlu görüntü elde edilir. Bilgisayarlı Tomografi (BT) 1972 yılında Hounsfield (Hansfiyıld) ve Ambrose (Embroz) adında iki bilim insanı tarafından tüm bilim dünyasına tanıtıldı.
İnsan vücudunda da sesin yayılma hızı dokudan dokuya değişir. Kemik hariç tüm vucut dokuları sıvı gibi davranmakta ve sesi yaklaşık olarak aynı hızda iletmektedir.Yumuşak dokularda ses hızları birbirine yakın değerler alırken kemik dokusunda ses hızı çok yüksektir. Resimde görülen USG cihazlarında kullanılan ses dalgalarının frekansı 2-10 MHz arasındadır.
Ultrasonografi, vücuda çok yüksek frekanslı ses dalgaları göndererek farklı doku ve yüzeylerinden gelen ekoları (yankıları) saptama esasına dayanan bir görüntüleme yöntemidir. Ultrason insan kulağının işitmeyeceği kadar çok yüksek frekanslı ses dalgasıdır. Ultrason cihazında ses dalgalarını gönderen ve dokulardan geri dönen ses dalgalarını algılayan kısmına prob denir. Prob vücuda tutulan kısımdır. Kullanımının kolay olması ve radyasyon riskini taşımaması nedeniyle sıklıkla başvurulan bir yöntemdir. Özellikle yumuşak doku ve parankimal organların (Bir organ ya da bezin görev gören dokusudur. Örneğin karaciğer parankimi denildiği zaman, karaciğerin bütünü anlaşılır.) incelenmesinde temel tanı yöntemidir.
Termal Kameralar

-273 °C’un üzerindeki tüm nesneler bir termal enerji yayar. Bu enerji nesnelerin sıcaklığına bağlı olarak değişkenlik gösterir. Termal enerji gözümüzün göremediği kızılötesi (infrared, IR) aralıkta yayılır. Termal kamera, kızılötesi dalga boyu spektrumunda, ekipmanla doğrudan temas gerçekleştirmeksizin sıcaklık modellerini algılayan bir cihazdır. Görüntüleme yöntemi olarak gözle görülmeyen IR enerjiyi (ısıyı) esas alan ve görüntünün genel yapısını IR enerjiye göre oluşmuş renkler ve şekillerin belirlediği görüntüleme sistemidir. Termal kamera, çeşitli sektörlerde kullanılan, alanların ya da parçaların normalin üzerindeki sıcaklıklarını ya da soğukluklarını ölçebilen tanı cihazıdır. Bu cihazla normalde çıplak gözle görülemeyen sorunlar tespit edilir.
LCD ve Plazma Teknolojileri
LCD paneller, Şekil 6.1’de görüldüğü gibi, iki kat polarize cam arasında yer alan yüz binlerce likit kristal hücreden oluşur. Panelin arkasında bulunan güçlü lambalardan gelen ışık, yayılmayı sağlayan tabakadan geçerek ekrana homojen bir şekilde dağılır. Işık daha sonra TFT [Thin Film Transmitter (Tin Film Transmittır)] adı verilen ince film transistor tabakasından ve arkasından da her likit kristal hücresine iletilen, elektrik miktarını ayarlayan, renk filtrelerinden geçer. Voltaj farkına göre likit kristaller harekete geçer. Bu hareket şekline göre arkadan verilen ışığın şiddeti ve kutuplaşma yönü değişir. Bu işlemlerin sonucunda da farklı oranda ve parlaklıkta kırmızı, mavi ve yeşil renkleri oluşturan ve nihai görüntüyü sağlayan yüz binlerce piksel elde idilir.

Plazma

Günlük hayatımızda maddenin katı, sıvı ve gaz hâlleri ile iç içeyiz. Ancak maddenin dördüncü bir hâlinin de varolduğu 1879 yılında bir İngiliz fizikçi olan William Crookes (Vilyım Kruks) tarafından ortaya atılmış ve 1929 yılında Amerikalı bilim insanı Dr. Irwing Langmuir (İrvin Lengmir) tarafından bu hâl “plazma” olarak adlandırılmıştır. Plazma terimi, iyonlaşmış gaz hâlini ifade
YARI İLETKEN TEKNOLOJİSİ
DİYOT
LED TEKNOLOJİSİNİN GÜNLÜK HAYATTA KULLANIM ALANLARI
LED, İngilizcede Light Emitting Diode (Layt imiding Dayd) kelimelerinin kısaltılmış hâlidir ve “ışık yayan diyot” anlamına gelir. LED’ler elektrik enerjisini ışığa dönüştüren yarı iletken devre elemanlarıdır.
Günümüze kadar kullanılan sıradan ampullerdeki ışık verme mekanizması, elektrik akımı ile bir teli ısıtarak telin ışıması iken LED’lerde bu mekanizma ısıtarak ışıma yerine eksi (-) kutuptaki elektronların ve artı (+) kutuptaki boşlukların (artı yüklü davranan elektron eksiklikleri) cihaz içinde aktif olan özel bir bölgede bir araya gelmesinden ortaya çıkar. LED’in hangi renkte ışık yayması isteniyorsa galyum, arsenit, alüminyum, fosfat, indiyum, nitrit gibi kimyasal malzemelerden uygun oranda yarı iletken malzemeye katılır. Böylece LED çipinin istenen dalga boyunda ışıma yapması sağlanır.
LED teknolojisinin gelişmesi ile birlikte geliştirilen ürünler bir çok alanda kullanılmaya başlandı. LED ampuller iç ve dış aydınlatmada araçların gündüz farlarında kullanılmaktadır. Serada sebze yetiştiriciliğinde bitkilerin gelişme aşamalarına göre farklı renkte LED ışıkların kullanımı yaygınlaşmaya başlamıştır. Gelişen LED teknolojisi televizyonlarda da kullanılmaktadır. Floresan arka aydınlatmalı LCD TV’lerin yerine LED arka aydınlatmalı LCD televizyonlar kullanılmaya başlandı. LED arka aydınlatmalı televizyonlar, plazma ve floresan arka aydınlatmalı LCD televizyonlara göre % 40 daha az enerji tüketmektedir. LED televizyonlar çok daha hafif ve ince yapıdadır. LED ampuller iç mekân aydınlatmada şu ana kadar geliştirilen telli, halojen ve tasarruflu ampullere göre daha tasarrufludur
LED teknolojisi sağlık alanında da kullanılmaktadır. Yeni doğanların sarılık tedavisinde kullanılan floresan ve halojen lambaların kullanıldığı cihazların yerine yeni nesil “LED teknolojisi”ne sahip tedavi cihazı geliştirildi. Geliştirilen “LED fototerapi cihazı”, mevcut teknolojilerdeki istenmeyen zararlı mor ve kızılötesi ışınların yayılmasını engelledi. Ayrıca kuvözlerde yatan bebeklerin floresan veya halojen lambaların etkisiyle vücut ısılarının artmasının da önüne geçti.
Güneş Pilinin Çalışma Prensipleri
Yüzeylerine gelen Güneş enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren sistemlere “fotovoltaik piller” ya da “Güneş pilleri” denir. Güneş pilleri Şekil 6.14’te görüldüğü gibi yapılarına bağlı olarak üzerlerine gelen Güneş enerjisini %5 ile %20 arasında bir verimlilikle elektrik enerjisine çevirir.
Yarı İletken Teknolojileri
Elektronikte kullanılan yarı iletkenler :
Türkiye’nin enerji tüketimi verilerine bakıldığında aydınlatmanın % 20-25’lik bir paya sahip olduğu görülmektedir. LED’li aydınlatma sistemlerinin kullanılmasıyla bu değerin önemli oranda aşağı çekilebileceği ve ülke ekonomisi üzerinde büyük getiri sağlayacağı ön görülmektedir. Önümüzdeki yıllarda ışık akısı, ışıksal etkinlik ve lümen sürekliliği parametrelerindeki iyileştirmelerle birlikte, aydınlatma sektörünün tamamında yeni nesil LED’li lambaların kullanımı kaçınılmaz olacaktır. Bu durum elektrik tasarrufu sağlamanın yanında çevreyle dost ışık kaynaklarının kullanımını da beraberinde getirecektir.
Alternatif enerji kaynakları arasında güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde etme; tehlikesiz ve sonsuz olması, çevre sorunlarına neden olmaması, temiz ve güvenilir olması, tükenme olasılığının az olması gibi nedenlerle gittikçe önem kazanmaktadır. Güneş enerjisi dünyada kullanılmakta olan yenilenebilir enerji kaynakları arasında en umut verici olanlarından biridir. Rüzgar enerjisi kullanımı son 10 yılda yaklaşık %25 artarken, güneş pili kullanımı yaklaşık %300 oranında artmıştır.
SÜPER İLETKENLER
Süper iletkenlik herhangi bir iletkenin elektrik direncinin belli bir sıcaklıkta tamamen yok olmasıdır. Süper iletkenlik ilk kez 1911 yılında Hollandalı Fizikçi Heike Kammerlingh Onnes (Hayke Kamırling Onis) tarafından keşfedildi.
Bu keşif, 1908 yılında Onnes’in kaynama sıcaklığı 4,2 K yani -268,8 °C olan sıvı helyumu üretmesinden kaynaklandı. Sıvı helyumun üretilmesi düşük sıcaklık bölgelerinde katı maddelerin fiziksel özelliklerini inceleme amacına yönelik araştırmalar için bir başlangıç oldu.

Onnes, çok saf bir cıva telden küçük bir akım geçirdi ve sıcaklığı azaltarak cıvanın direncindeki değişimi gözledi. Onnes elektron akışında bir durma olmadığını ve 4,2 K’de cıvanın direncinin birden yok olduğunu gözledi. Akım cıva telden geçiyor ve hiçbir şey akımın geçişine engel olmuyordu. Onnes’e göre cıva, alışılmadık elektriksel özelliklere sahip olduğu yeni bir duruma geçiyordu. Onnes, bu yeni durumu süper iletkenlik olarak adlandırdı.

Bilinen süper iletkenlerin birçoğu alaşım veya bileşiktir. Kendisini oluşturan kimyasal elementler süper iletken olmasa bile bir bileşiğin süper iletken olması mümkündür. Örnek olarak gümüşflorid ve bir karbon-potasyum bileşiği verilebilir. Kalay-Tellrid gibi bazı yarı iletken bileşikler uygun bir şekilde yabancı atomlarla yüklenirse süper iletken olabilir. Birçok metal ve alaşım düşük sıcaklıklarda süper iletkenliğe geçiş fazına sahiptir.
Onnes, bilim açısından olduğu kadar, ticari açıdan da bu keşfinin çok önemli olduğunu anladı. Direnci olmayan bir elektrik kablosu, kayıpsız olarak istenen her uzaklığa akımı taşıyabilirdi. Onnes, 4 K’e kadar soğuttuğu çinko tel üzerinde bir deneye başladı ve bir yıl sonrasında akımın hâlâ kayıpsız olarak devreden geçtiğini gözlemledi. Bu deney sonucunda Onnes, süper iletkenlerin kalıcı akıma sahip olduklarını ve akımın bir potansiyel beslemesi olmaksızın devrede yol almayı sürdürdüğünü kanıtladı. Onnes, süper iletkenliği keşfi ile 1913 yılında Nobel Ödülü’nü kazandı.
Maddenin Süper İletken Olabilme Şartları
1911 yılında keşfedilmesine karşın süper iletkenliğin fiziksel açıklaması için 1957 yılına kadar beklenmiştir. 1957’de Illinois (İlinoys) Üniversitesinden Fizikçi John Barden (Can Bördin), Leon Cooper (Liyan Cupır) ve Robert Schrieffer (Rabırt Şirıfır) soyadlarının baş harflerinin oluşturduğu, BCS Teorisi olarak bilinen çalışmalarını yayınlamışlar ve 1972 yılında kendilerine Nobel Ödülü’nü kazandıran bu çalışma ile ilk kez süper iletkenliğin fiziksel temelini açıklamışlardır.
Süper iletkenlik deneyi:
Süper iletkenlerin teknolojideki kullanım alanları :
Süper iletken maddelerde görülen manyetik itme kuvveti (Meissner etkisi), halk arasında uçan trenler diye adlandırılan, manyetik yastık üzerinde kayan MAGLEV trenlerinin yapılması fikrini doğurmuştur. MAGLEV trenleri üzerinde yapılan araştırmalarda bugüne kadar 500 km/h hıza ulaşılmış bulunulmaktadır.
Japonya’da geliştirilen özel bir ray üzerinde, aracın her iki ucunda bulunan süper soğutmalı, süper iletken mıknatıslar yardımı ile MAGLEV treni hareket ettiğinde raydaki iletkenlere verilen elektrik akımı bir itme gücü oluşturuyor. Tren 100 km/h hızı aştığı anda, tekerlekleri içe katlanır ve hat üzerinde havalanmaya başlar. Enerji tasarrufu içinde ısınan mıknatıslar bir soğutma sistemi ile soğutulur. MAGLEV trenini istendiğinde durdurmak için ise akım yönü tersine çevrilir. İleriye doğru hızla akan trenin kütlesi, bu sefer zıt yönde bir itme gücü ile durdurulur.

Süper iletken maddelerin en önemli özelliklerinden biri mükemmel diyamanyetik olmasıdır.1933 yılında, Meissner (Mayzna) ve Ochsenfeld (Ohsınfeld), bir metalin süper iletken olduktan sonra içinden manyetik akım geçişine izin vermediğini gösterdiler. Kritik sıcaklığın altında soğutulmuş bir süper iletken, hafif fakat güçlü bir mıknatısa yaklaştırıldığında, süper iletken parça Resim 6.8’de görüldüğü gibi havada kalacaktır. Buna, süper iletken metallerin levitasyon özelliği denilmektedir
Süper iletkenler sayesinde yüksek manyetik akı yoğunluğu elde edilebildiğinden halk arasında ‘’emar’’ olarak bilinen ‘’magnetik rezonans (MR) görüntüleme’’ cihazları geliştirilmiştir.
Full transcript