Madde:Madde kütlesi,hacmi ve eylemsizliği olan her şeydir.Maddenin aynı zamanda kütlesi hacmi vardır.maddenin üç fiziksel hali vardır:

1)Katı:Maddenin belirli bir şekle ve hacme sahip en düzenli halidir. Örnekemir,Tahta,Buz birer katı örneğidir.
2)Sıvı:Sıvı maddenin belirli bir hacmi vardır,ancak belirli bir şekli yoktur.Sıvıyı oluşturan tanecikler arasında az da olsa boşluk bulunur. Örnek:  Su. benzin,alkol
3)Gaz: Maddenin sıvı hal gibi belirli bir şekli yoktur.Bir gazın hacmi bulunduğu kabın hacmine eşittir.Gazların hacimleri basınç ve sıcaklıklarına bağlı olarak değişir.Hava,Karbondioksit,oksijen birer gazdır.

Maddenin ortak özellikleri:

Kütle:Madde miktarı ile büyüklüktür.Kütlenin SI’daki birimini kilogram(kg) dır.Ancak kg’ın binde biri olan gram (g)’da kullanır.

Hacim:Bir maddenin atmosferde kapladığı yerdir.Hacim’in birimi metre küp (m3) olarak kullanırız.günlük hayata ve deneylerde litre (L)olarak kullanırız.

Maddenin ayırt edici özellikleri:

Özkütle: maddenin kütlesine ve hacmine baglıdır
Erime Noktası:Bir maddenin katı haleden sıvı hale geçmesidir.Sıvılar için ayırt edicidir.
Donma Noktası:Bir maddenin sıvı halden katı hale geçmesidir. Sıvılar için ayırt edicidir.
Kaynama Noktası: Bir maddenin sıvı halden gaz haline geçmesidir. Sıvılar için ayırt edicidir.
Yoğunlaşma Noktası:Bir maddenin gaz halinden sıvı hale geçmesidir.Gazlar için ayırt edicidir.
Süblinleşme: Bir maddenin katı halden gaz haline geçmesidir.Katılar için ayırt edici özelliktir.
Etrafımızda çok değişik maddeler vardır.Bu maddelerin aynı yada farklı olduklarını nasıl ayırt edebilirsiniz.Bu maddelerin sadece kütlelerini yada hacimlerini ölçmemiz bunları farklılandırmak için yeterli mi?
Bir maddenin farklı olduğunu hacim ve kütlelerini ölçmekle tamamen farklı olduğunu söyleyemeyiz. Bunun yanında karşılaştırılan maddelerin erime noktası, kaynama noktası gibi özelliklerine de bakmamız gerekmektedir. Sadece kütle ve hacimleri ölçmekle yoğunluk hesabı yaparak kısmen de olsa maddenin aynı ya da farklı olduğunu söylemek de mümkündür.
Suyun kaynama noktası 100 oC dir. Su kaç oC de buharlaşır? Buharlaşma olayını açıklayarak, kaynama noktası ile karşılaştırmasını yapınız.
Suyun kaynama noktası 100 oC olması demek suyun bu noktanın altında buharlaşmayacağını göstermez. Su her zaman donma noktasının üzerinde buharlaşır. Suyun Kaynama noktası dış basınca karşı yapılan bir işlemdir. Su dış basınç ile aynı düzeye geldiğinde kaynamaya başlar. Su donma noktasının dışında dışarıdan aldığı ısıyı değerlendirerek kaynama noktasına bakmaksızın buharlaşma işlemini gerçekleştirir.
Göller ve nehirler kışın donarlar, ama içlerindeki hayat devam eder. Bu nasıl gerçekleşir?
Buzun yoğunluğu suyunkinden azdır ve bu nedenle buz su üzerinde yüzer. Isı iletimi konusunda kötü bir iletken olan buz, suyu aşağıda yalıtır ve bu suyun sıcaklığının donma noktasının altında kalmasını sağlar. Aslında böyle olması işimize gelir, çünkü en üstten en alta kadar bütün su kütlesi donacak olsa, su içindeki hayat tamamen yok olurdu. Üstelik sıcaklık 0 o C’ın biraz üstüne çıktığında, buz tabakasının üst kısımları erimeye başlamaz. Bunun nedeni buzun bazen erime noktasının üzerindeyken bile yarı kararlı katı halde kalabilmesidir. Bu durum buzun saflık derecesiyle ilgilidir.

Element : Yapısında tek cins atom ihtiva eden saf maddelerdir. Örneğin, Fe, C, N, O…

Metaller ve genel Özellikleri

1. Isı ve elektriği iyi iletirler.
2. Hg hariç hepsi oda sıcaklığında katıdır.
3. Asit çözeltileriyle çoğu H2 gazı açığa çıkarırlar.
4. Kendi aralarında bileşik yapamazlar, fiziksel bir karışım olan alaşımları oluştururlar. Örneğin prinç (Cu-Zn), tunç (Cu-Sn) , çelik (Fe-C-Cr…), 18 ayar altın (%75 altın-%25 Cu)
5. Elektron almazlar.
6. Yüzeyleri parlaktır.
7. Dövülebilir,tel ve levha haline getirilebilirler.

Ametaller ve genel Özellikleri

1. Isı ve elektriği iletmezler.
2. Oda sıcaklığında çoğu gaz halindedir.
3. Kendi aralarında ve metallerle bileşik yapabilirler.
4. Elektron alış-verişi yapabilirler.
5. Sulu asitlere çoğu etki etmez.
6. Yüzeyleri mattır.
7. Kırılgandırlar.

Bileşik : Yapısında en az iki cins atom ihtiva eden saf maddelerdir. Örneğin, H2O, C6H12O6, NH3…

Çözelti: Birbiri içerisinde homojen dağılmasıyla oluşan karışımlara çözelti denir. Hava, lehim,gazoz,deniz suyu….gibi.

Süspansiyon : Bir katının bir sıvı içerisinde ya da havada (sis içinde) çözünmeden dağılmasıyla oluşan heterojen karışımlardır. Ayran,kahve,tebeşir tozu+su….

Emülsiyon : Bir sıvının başka bir sıvı içerisinde çözünmeden dağılmasıyla oluşan heterojen karışımlardır.
Örnek: Zeytinyağlı su, benzinli su…

Karışımlarla Bileşikler Arasındaki Farklar ve Ortak Yanları

1. Karışımı oluşturan maddeler karışım içerisinde kendi özelliğini koruduğu halde bileşiği oluşturan elementler fiziksel ve kimyasal tüm özelliklerini kaybederler.
2. Karışımı oluşturan maddeler her oranda karıştığı halde, bileşiği oluşturan elementlerin kütleleri arasında her zaman basit bir oran vardır.
3. Karışımlar fiziksel yollarla oluşur ve fiziksel yöntemler bileşenlerine ayrılır. Bileşikler ise kimyasal yolla oluşur ve kimyasal yöntemlerle ayrışırılar.
4. Karışımların formülü olmadığı halde, her bileşiğin mutlaka bir kimyasal formülü vardır.
5. Karışımların belirli fiziksel özelliği (öz kütle, kaynama noktası, erime noktası…) olmadığı halde bileşikler bu özelliklere sahip saf maddelerdir.
6. Karışımlar ve bileşikler oluşurken toplam kütle korunur. Bu durum her ikisi içinde ortaktır.
7. Karışımlar ve bileşikler en az iki cins atom ihtiva ederler.

Ayırt edici Özellikler

1.Öz Kütle : Bir maddenin birim hacminin kütlesine denir. Katı-sıvı-gazlar için ayırt edicidir.
m=d.v
Öz kütleyi sadece sıcaklık ve basınç değiştirebilir. Sıcaklık arttıkça maddenin hacmi artar fakat kütle değişmez. Hacim artınca öz kütle azalır.

2. Kaynama Sıcaklığı : Saf bir sıvının buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu sıcaklığa kaynama sıcaklığı denir. Sıvılar ve gazlar için ayırt edici bir özelliktir, çünkü kaynama sıcaklığı yoğunlaşma sıcaklığına eşittir.

Tüm maddelerin ortak iki özelliği, kütle ve hacimdir.
Kütle:Kütle bir cisimde ki madde miktarıdır. (Kütle ile ağırlık aynı anlama gelmez)Bir cisme etkiyen yer çekimi kuvveti onun ağırlığıdır. Dünya’da ve Ay’da yer çekimi farklı olduğundan burada ölçülen ağırlıklarda farklıdır.Ama madde miktarı(kütlesi) her yerde aynı olduğundan değişmez.
Hacim:Maddenin boşlukta kapladığı yerdir.Her maddenin bir hacmi vardır

Bir maddenin diğer maddelerden farklılık gösteren özellikleri,onun ayırt edici özelliğidir. Maddenin şekline, miktarına, tadına, kokusuna vb. bağlı olmayan,madde üzerinde doğrudan doğruya görünmeyen farkları ortaya koyan özelliklere ayırt edici özellikleri diyoruz Öz kütle, esneklik,erime ve kaynama noktası,öz ısı, genleşme ve çözünürlük sıkça karşılaştığımız belli başlı ayırt edici özelliklerdir.

Evimizde, okulumuzda ve çevremizde bir çok madde ve bu maddelerden yapılmış çeşitli eşyalar görürüz.

Bu maddelerden bazıları hiç bir değişikliğe uğramadan aynı şekilde kalmışken bazıları değişikliğe uğrayarak cisim, malzeme yada eşya haline getirmişlerdir.

MADDE
Belli bir hacmi ve kütlesi olan her varlık bir maddedir.
Taş, toprak, ağaç, metal, cam, plastik, kağıt, kum gibi varlıklar birer maddedir.

CİSİM
Maddenin biçimlendirilmiş şekline cisim denir.Bardak, silgi, kalem, kitap, bıçak, oyuncak, masa, ampul çeşitli maddelerden yapılmış cisimlerdir.

MALZEME
Bir yada birkaç tanesini bir araya getirdiğimiz ve bir tüketim maddesine dönüştürdüğümüz maddeler malzemeleri oluştururlar.
Un, tuz, su, maya gibi maddeler ekmeği oluşturan; kereste, çivi, tutkal gibi maddeler masayı oluşturan; çimento, kum, su gibi maddeler betonu oluşturan malzemelerdir.

EŞYA
Evlerimizde, okulumuzda ve daha bir çok yerde kullandığımız koltuk , halı, sandalye, çanta, kalem, silgi, ayakkabı, gömlek gibi cisimler birer eşyadır.

ALET
Maddeleri şekillendirmek, bir el işini yada onarımı gerçekleştirmek için özel olarak yapılmış cisimlere alet denir.
Pense, tornavida, çekiç, tığ, oklava, kepçe birer alettir.

   Teknelerin biçim özelliklerini tanımakta çeşitli kat sayılardan yararlanılır. Bunlardan en yaygın olanı, geminin gerçek deplasmanının (geminin karinasıyla yer değiştiren su miktarı), teknenin boyunda genişliğinde ve derinliğindeki bir dikdörtgen prizmanın deplasmanına oranı tekne narinlik kat sayısıdır.(blok emsali)Orta kesit narinlik katsayısı ise, gemi ortasından bölündüğünde elde edilen orta kesit alanının bunun çevresinde çizilen dikdörtgenin alanına oranıdır. Prizmatik katsayı teknenin gerçek deplasmanına oranıdır. Geminin su hattı, teknenin suya değdiği çizgidir. Su hattı narinlik kat sayısı da, teknenin gerçek su hattı alanının, bu alanın içine tam olarak teğet olan dikdörtgenin alanına oranıdır.

    Bir akışkan üzerinde serbestçe yüzen bir cismin ağırlığı kadardır. Bir geminin sualtı bölümünün geometrik merkezine yada bu bölüm ile yer değiştiren su kütlesinin ağırlık merkezine kaldırma merkezi denir. Geminin dengede olması için ağırlık merkezinin , kaldırma merkezi ile aynı düşey çizgi üzerinde bulunması gerekir.  Ayrıca gemini ağırlık merkezi , gemi enine yattığında ağırlık kaldırma kuvvetlerinin tekneyi denge durumuna getirecek biçimde etki sağlayacak bir konumda olmaları gerekmektedir.

      Gemi yapımında kullanılan terimler

   Öte yandan, teknenin kaldırma merkezi inden geçen düşey çizgi ile teknenin suya daldırılması durumunda oluşan yeni bir kaldırma merkezinden geçen ikinci bir düşey çizginin kesişim noktasına denk merkezi denir. Gemi yan yattığında, denk merkezi ağırlık merkezinin üzerindeyse,kaldırma kuvveti geminin eski konumuna gelmesini sağlar.Denk merkezi ile ağırlık merkezindeki uzaklık ne kadar büyükse, gemini dengesi o kadar iyi olur.

     Gemi yapımlarında dikkate alınan unsurlardan biride, teknenin suda her üç koordinat doğrultusunda yapabileceği hareketlere karşı dayanıklı olması ve seyir gücünü korumasıdır.Bu nedenle dalgaların ve rüzgarın ;yapabileceği sallantılar en aza indirilmeye çalışılmıştır.bu amaçla yalpa omurgalarından ,denge tanıkların cayraskopla yönetilen salma omurgalarından yararlanılır.

      Gemilerde istenmeyen bir başka hareket türüde titreşimdir. Titreşime yol açan başlıca elementler, ana makinedeki, yardımcı makinelerdeki ve pervanelerdeki dengelenmiş kuvvet ve kuvvet çiftleri, geminin dümen suyunda pervanenin yol açtığı kuvvetler ve momentler ile deniz dalgalarının çarpma etkisidir.Titreşim,geminin çeşitli bölümlerinde yada parçalarında oluşabileceği gibi teknenin tüm gövdesinde de ortaya çıkabilir.Bu sorun genellikle küçük bir harcamayla ,çoğu kez kısmi eklemelerle titreşen bölümlerin sabitlenmesi yada desteklenmesiyle çözülebilir.Teknenin gövdesinde oluşabilecek titreşimlerin ise tasarım aşamasında önlenmesi gerekir.

      Bir gemi harekete geçtiğinde, tekne yüzeyi ile su kütlesi arasında bir sürtünme oluşur; geminin hareketi ayrıca tekne yüzeyi ve sürtündüğü sıvı arasında bir basınca neden olur. Dalgalar bu iki kuvvetten doğar. Bu kuvvetlerin tasarımlanan gemi üzerindeki etkileri ,gemi maketleriyle havuzlarda gerçekleştiren deneylerle ölçülür.

Yapım teknikleri: Ağaç teknelerin yapımında yararlanılan çeşitli birleştirme teknikle ve özellikle perçinleme işlemi ,önceleri metal gövdeli teknelerin gövde levhalarının birleştirilmesinde de kullanılır.Ama 1930’da perçinlemenin yerini kaynaklama aldı.Bu yöntemle gövde elemanlarının büyük bir bölümü önceden hazırlanabildiğinden ,tasarım tekniklerinde büyük değişiklikler yapma zorunluluğu doldu. Perçinleme işlemiyle yürütülen yapım işleri, kızak üzerinde gerçekleştirildi. Omurga ve döşekler yere yerleştirilir, posta ya da boy takviyeleri indirilir.

Kemerler postalarla birleştirilir ve bu iskelet, postalı yapıdaki uzun ağaç parçalarıyla tutturuldu. Kaplama sonradan eklenir yapının bütün parçaları birlikte perçinlenir, böylece tüm işlemler omurgadan yukarıya doğru Gerçekleştirilirdi. günümüzde kaynaklama tekniğiyle yürütülen yapım işlemleri, geminin bölümlerinin ,  örneğin başının yada kıçının ayrı bir bütün halinde tamamlanmasına dayanır.Bu bölümlerin her biri montaja hazır parçalarının yada bölüm elemanlarının birleştirilmesiyle hazırlanır.Daha sonra tamamlanan bölümler kızağa taşınarak birbirine kaynaklanır.Bu tekniğin en önemliği üstünlüğü ,yapım çalışmalarının kapalı yerde sürdürülebilmesi ve teknenin çeşitli bölümlerinin kaynaklama işlemlerinin sırasına uygun biçimde kısaltılmasıdır.Kaynak yöntemiyle üretilen tekne gövdeleri perçinleme  yoluyla yapılanlara oranla daha hafiftir.Çünkü levhaların üst üste bindirilmesine gerek kalmaz;ayrıca bu tür yüzeyi daha düzgündür, bakım giderleri daha azdır suya ve yağa daha karşı geçimsizdir.

     Yapım sırasında gemi, omurganın altındaki en az bir blok hattıyla , ayrıca yan dayanaklarla desteklenir.Teknenin bitimine yakın geminin altına beton ve ağaç bloklardan sabit yollar döşenir.

       Gemi suya indirildikten sonra eksik donanımları tanımlanmak üzere havuza alınır. Ana ve yardımcı makine donanımları, boru sistemleri, güverte donanımı, cankurtaran sandalları ve armaları bordaya yerleştirilir. Ayrıca yalıtım malzemeleri ile güverte kaplamaları döşenir. Tankerlerle yada kargo gemilerinde kısa süren bu işlemler yolcu gemilerinde oldukça uzun zaman alabilir.

          Gemi tamamlanmaya yakın bir dizin denemeden geçirilir. Gemi mühendisleri teklenenin bitmiş ağırlığını dikkatli bir biçimde hesap ederler. Ayrıca geminin dengesini ve yükleme sığasını basit bir bayılma deneyinden elde edilen boş ağırlık ve ağırlık merkezi verilerine dayalı olarak  denetlerler. Makineler de önce rıhtımda denenir,daha sonra resmi seyir denemeleri yapılır.

Uçakların uçmasını, havada tutunmasını, ilerlemesini sağlayan unsurlar vardır. Bunlar gerçekleşmezse uçaklar uçamazlar.

Bunlar;
- Lift (Kaldırma kuvveti)
- Center of Gravity& Weight. (Ağırlık merkezi &Ağırlık)
- Drag (Geri sürükleme)
- Thrust (İtme).

Bu kuvvetler biribirini tamamlayarak uçakların uçmasını sağlar. Örneğin; kanatlar havada tutunmayı, motorlar ileri geri hareket etmeyi sağlar. Uçakların uçması Bernoulli prensibine dayanır. Bir akışkanın, (bu gaz veya sıvı olabilir) hızı arttıkça basıncı düşer. Bu ilkeden yola çıkarak, uygun kanat yapısını da buna ilave edersek, hava akımını kaldırma kuvvetine çevirmiş oluruz. Ancak bu kaldırmanın olabilmesi için de hava akımını ve itmeyi sağlayacak motora ihtiyaç vardır. Bunların yanısıra aerodynamic bir yapıya, kumanda yüzeylerine ve iniş takımlarına da ihtiyaç vardır.

Şimdi gelelim kaldırma kuvvetine (lift): Bir uçakta kanat yapısını inceleyecek olursak, su damlasını andıran bir yapısı olduğunu görürüz. Ancak, kanat üst yapısı daha kavisli, alt yapısı ise üste nazaran daha düzdür. Bu da bir basınç farklılığı yaratır. Kanadın üstünde daha düşük bir basınç, alt yüzeyinde ise  daha fazla bir basınç oluşur ki, bu da, kaldırma kuvveti sağlar.

Şöyle ki; kanat yüzeyinin önüne çarpan hava akımı, kanadın üst yüzeyi daha kavisli olduğu için, hızlı bir şekilde, alt yüzey ise daha düz olduğu için, üste göre yavaş hareket eder. Bu da yüksek bir basınç oluşumuna neden olur ve bir kaldırma kuvveti meydana gelir.

Fakat bir uçağın kanadında oluşan bu kaldırma kuvvetinde uçağı havada tutabilmesi için de, uçak havalanma esnasında iken kaldırma kuvvetinin uçağın ağırlığından fazla olması, düz uçuşta ise eşit olması gerekir.

Kanat yapıları uçakların hızına göre değişir. Örneğin; düşük süratli uçaklarda kanat kısmı daha kavisli ve büyüktür. Çünkü kavis arttıkça drag (geri sürükleme) artar. Onun içindir ki yüksek süratli uçaklarda drag’ı önlemek ve hızı azaltmamak için, kanat üst yapısının kavisi daha azdır. Bu yüzden özellikle savaş uçaklarında kanattaki kavisler ve kalınlıkları daha azdır…

Onun içindir ki sürate ve amaca uygun olarak her uçak için ayrı özellikte kanat yapıları geliştirilmektedir.

UÇMAK yada UÇMAMAK
Bir uçak nasıl uçar ? Sanılanın aksine bir uçağı havada tutan parçası motor değil kanadıdır.Motor sadece öndeki havayı alır ve arkaya doğru iter.Bu bir itme gücü (thrust) sağlar.Bu güç sayesinde uçak ileri doğru hareket eder.Uçak ileri doğru hareket ederken kanadının kesit (Airfoil) yapısından dolayı kanadın alt yüzeyinde yukarı doğru bir kaldırma kuvveti (Lift) doğar.Bu aradada hava , içinde ileri doğru hareket eden uçağa karşı bir direnç (drag) gösterir.Uçağın sürati arttıkça kanadın kaldırma kuvveti artar.Bukaldırma kuvveti yerçekimi (Gravity) ve hava direncinin (Drag) toplamından fazla olduğunda uçak yerden havalanır.Kısacası uçak uçmaya başlar.

UÇAĞIN PERFORMANSINA ve GÖRÜNÜŞÜNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER

Kanat yerleşim yeri (Wing Location) : Kanat yeri bir uçağın görünüşüne ve uçuş karekteristiğine etki eden önemli faktörlerden birisidir.Genel olarak iki tür kanat yerleşim yeri vardır.Biri uçağın üst tarafı (High Wing),diğeri uçağın alt tarafıdır.(Low Wing)Bazı modellerde kanat gövdenin tam ortasındada olabilir.Üstten kanatlı modellerde uçağın ağırlığı kanadın altında asılı bulunmaktadır.Bu yüzden havada uçarken daha dengelidir.Dengeli ve kontrolü kolay olduğundan,eğitim modelleri ve yeni başlayanlar için çok uygundur.Alttan kanatlı bir model ise bunun tam tersidir. Ağırlık uçağın kanadının üzerindedir.Bu yüzden havada daha dengesiz uçmaktadır. Yeni başlayanlar için uygun değildir.Ancak ileri seviyedeki pilotlar için özellikle akrobasi için uygundur.

Kanat kesidi (Airfoil) :Kanat ucundan bakınca, kanadı önden arkaya doğru kestiğinizde ortaya çıkan alan kanat kesitidir.(airfoil)Çok küçük görünmesine rağmen uçağın uçuş kalitesine etki eden ana faktörlerdendir.Yüzlerce şekilde olabilir.Ancak genel olarak üç şekilde adlandırılır.Flat-Bottom , Symmetrical ve Semi-Symmetrical
Flat-Bottom Airfoil : Kanat kesitinin alt tarafı tamamen düz olan şekildir.Yüksek kaldırma kuvveti ve düşük hızlarda uçuş kabiliyeti sağlar.Yeni başlayanlar için çok idealdir.

Symmetrical Airfoil:Kanat kesitinin alt ve üst tarafının aynı olduğu şekidir.Bu yüzden düz ve ters uçuşta aynı kaldırma kuvvetini sağlar.Akrobasi için çok uygundur.İleri seviyedeki pilotların tercihi olmalıdır.

Semi-Symmetrical Airfoil :Flat-Bottom ve Symmetrical Airfoilin karışımıdır.Her iki kanat kesidinin özelliklerinden almıştır.Orta seviyedeki pilotlar için uygundur.

Kanat Alanı(Wing Area)/Aspect Ratio/Kanat Yüklemesi(Wing Loading) : Kanat alanı kanadın kaldırma kuvveti sağlayan yüzey alanıdır.Aspect Ratio kanat boyu ile kanat eninin birbirine oranıdır.Kanat boyu 150 cm ,kanat eni 25 cm olan bir uçağı aspect ratiosu 6:1 dir.Genel olarak söylenen bu oran küçüldükçe uçağın akrobasi kabiliyetinin arttığıdır.Kanat yüklemesi ise kanat yüzeyindeki bir santimetrekareye düşen ağırlıktır.Bu değer nekadar küçük olursa okadar iyidir.
Dihedral : Kanadın V şeklinde olan açısıdır.Bu açı arttıkça uçak daha dengeli uçar.Ançak akrobasi kabiliyeti azalır.Eğitim modellerinde bu açı daha fazladır.Akrobasi modellerinde ya çok az yada hiç yoktur.
Kanat kalınlığı(Wing Thickness) : Kanat sadece kaldırma kuvveti sağlamaz.Aynı zamandada havanın içinde ileri hareket ederken direnç oluşturur.Bu yüzden kalın kanatlar akrobasi ve sürat için uygun değildir.
İniş takımı yeri : Bu uçağın görünüşüne ve performansına etki eder.Önden tekerlekli (Tricycle Gear) modeller yerde kontrolü kolay modellerdir.Arkadan tekerli (Taildragger Gear) modeller yerde kullanılması biraz daha güçtür. Ancak her pilot mutlaka denemelidir.

           OPTİK MİKROSKOPUN TARİHÇESİ:

ilk mikroskop türü 15. yy’nin ortalarından başlayarak büyüteç olarak kullanılan tek mercekli yalın mikroskoptu.Geliştirdiği tekniklerle çok  yüksek nitelikli mercekler yapmayı başaran Felemenkli doğa bilimci ANTONİE VAN LEEUWENHOEK (1632-1723)bunlarla  2-3 mikrometre(0,002-0,003mm)çapındaki bakterileri incelemeyi başardı.O dönemde böyle tek mercekli mikroskoplar renksel sapınç(aberasyon)sorununu artıran bileşik (iki yada daha fazla mercekli) mikroskoplara yeğlenmekteydi.İlk bileşik mikroskop 1590-1609 arasındaki dönemde Felemenkte yapıldı;bu tür mikroskobu  Hans Jansen,onun oğlu Zacharias yada Hans Lippershey’in  bulduğu kabul edilir.Bulunuşundan kısa bir süre sonra İtalyan ve İngiliz optikçilerin yaptıkları bileşik mikroskoplar yaygın olarak kullanılmaya başlandı;ama bu mikroskoplarda kullanılan merceklerin renksel sapıncın görüntünün renklenmesine ve bozulmasına yol açıyordu.İlk olarak teleskoplarda kullanılan merceklerin renksel sapıncı büyük ölçüde ortadan kaldıran renksemez(akromatik)mercekler mikroskopla 18.yynin sonlarında hollandada  kullanılmaya başladı.ayrılımı(farklı dalga boylarındaki ışının kırılma indisinin farklı olması nedeniyle değişik renklerin farklı miktarlarda kırılarak birbirinden ayrılması)düşük crown camından yapılmış bir dış bükey(tümsek) mercek ile ayrılımı yüksek flint camından yapılmış bir iç bükey (çukur9merceğinin birleştirilmesiyle oluşturulan renksemez merceklerin yapımına ilişkin bir kuramsal 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(objekif ile incelenecek cisim arasına bir yağ damlasının yerleştirilmesi yöntemi)buldu,cisim üzerine ışığın yoğunlaştırılmasının sağlayan kondansörü geliştirdi,merceklerin ayırma gücü ve ışık toplama yeteneklerinin belirlenmesin sağlayan “sayısal açıklık”kavramını ortaya koydu ve yükesk nitelikli,sapınçsız apogromatik mercek sistemini geliştirdi.Abbe ,mikroskopda ayırma yönteminin optik sisteminin sayısal açıklığının büyütülmesi yada daha kısa dalga boylu ışık kullanılmasıyla yükseltilebileceğinide belirlrdi.Görünür ışık kullanılarak birinci yöntemin kuramsal sınırına ulaştıkdan sonra, ikinci yolun denemesine geçildi, böylece mor ötesi ışınından yararlanan mikroskoplar geliştirildi,ama bu tür mikroskopların yapımında önemli teknik sorunlaral karşılaşıldı.1924’de Fransız fizikçi Leouis Victor Broglie ,elektron demetinin bir dalga hareketi gösterdiğini ortaya koydu.Elektron demetinin dalga boyunun ışığın dalga boyuna oranla çok daha kısa olmasından yararlanılarak 1930 lu yıllarda elektron mikroskobu gerçekleştirildi.Elektron mikroskoplarıyla elde edilen büyütme gücü 50000in üstündedir.

          BİLEŞİK MİKROSKOP:Tek bir yakınsak mercekten oluşan ve yalın mikroskop olarakda adlandırılan 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 aygıt yapımcılarının gözlerine kıstırarak kullandıkları ve saatçi gözlüğü denilen büyüteçler yalın mikroskopların günümüzde yararlanılan    örneklerdir.Çift dışbükey (İki yüzü de dışbükey) ya da   düzlem-dışbükey(bir yüzü   düzlemsel,öteki yüzü dışbükey)bir yakınsak mercek olan büyüteçte görüntü sanal ve düzdür

          Bileşik mikroskopda temel olarak iki yakınsak mercek bulunur.Bunlardan incelenecek cisme bakan merceğe objektif(cisim merceği),göze yakın olanada göz merceği8oküle) denir.incelenecek cisim üzerine ya bir iç bükey ayna ya da bir ışık kaynağı ile bir yakınsak mercek sisteminden (kondansör)oluşan aydınlatma sistemi aracılığı ile odaklanmış ışık düşürülür.O bjektif ile göz merceği uygun bir mekanizma racılığıyla birbirine göre ileri-geri,yada örneğin yerleştirildiği tabla aşağı-yukarı hareket ettirilebilir ve böylece objektif ile cisim arasındaki uzaklık çok duyarlı o biçimde ayarlanılabilir.

          Objektifin odak uzaklığı büyütme gücü düşük mikroskoplarda 25-75mm,orta büyütmeli mikroskoplarda 8-16mm.yüksek büyütmeli mikroskoplarda ise 2-4 mm dir.Çok küçük odak uzaklıklar yağa daldırılmış objektiflerde kullanılır.Cisim objektifinin 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 göz merceği tarafından daha da büyütülür.

          ÖZEL MİKROSKOP TÜRLERİ:Stereoskopik mikroskoplar birbirine özdeş iki mikroskotan 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 göz merceğini yönelten türden stereoskopik mikroskoplarda yaygın olarak kullanılır.

          Ultra mikroskop,koloit(asıltı) parçacıklarını incelemek amacıyla 19032te geliştirilmiştir.Adi mikroskopla gözlenemeyecek kadar küçük olan bu parçacıklar güçlü bir ışık kaynağı aracılığıyla mikroskop eksenine dik doğrultuda ışıkla aydınlatır.parçacıkların saçılıma uğrattığı ışık karanlık zemin önünde oluşan parıltılar biçiminde gözlenir.Bu yöntemde 5-10 milimikron çapında parçacıkların oluşturduğu parıltıların gözlenmesi olanaklıdır.

          ELEKTRON MİKROSKOPU :Fransız fizikçi Louis- Victor Broglie1924’te ,o döneme değin maddesel parçacık olarak kabul edilen elektronların ve öteki parçacıkların aynı zamanda dalga özekliği gösterdiğini ortaya koydu .elektronların dalga yapısı 1927’de deneysel olrak saptandı.parçacıkların bir dalga olarak sahip oldukları dalga boyunu veren ve broglie’nin ortaya koyduğu eşitliğe göre, örneğin 60000 voltla hızlandırılmış elektronların etkin dalga boyu 0,05angströmdür(bir angström=10 m9,bir başka deyişle yeşil ışığın dalga boyunun 1000002de 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 yada başka yüklü parçacıklrdan oluşan demetleri saptırabildiği ve odaklayabildiğini 1926’da kanıtlanması üzerine ayrı bir fizik dalı olarak elektron optiği(*)ortaya çıktı.ilk elektron mikroskopu 1933’te gerçekleştirildi;optik mikroskoplarla elde edilbilen ayırma gücü elektron mikroskopu kullanılarak birkaç yıl içinde aşıldı.İlk ticari elektron mikroskopunun yapımına 1935’te ingilterede başlandı.Bunu Almanya ve ABD izledi.Günmüzde elektron mikroskoplarıyla 3 angströmden küçük uzunluklar seçilebilmekte ,böylece büyük moleküllerin doğrudan gözlenmesi.olanaklı olmaktadır.

          Optik mikroskopa göre farklar;Elektronlar hava içinde hava molekülleriyle 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 yada magnetik alanlı merceklerin odak uzaklıkları değişkendir ve kolaylıkla ayarlanılabilir;bu nedenle mercekler arasındaki uzaklık ve  örneğin objektife uzaklığı sabit tutulur.optik teleskoplarda genellikle sana görüntü elde edilir;elektron mikroskopunda ise görüntü gerçektir,bu nedenle flüorışıl bir ekran üzerinde oluşturularak doğrudan görülür bir duruma getirilebilir yada film üzerinde oluşturularak fotoğrafı elde edilebilir.

          GEÇİŞLİ ELEKTRON MİKROSKOPU:Elektron demetinin,incelenen örneğin içinden geçerek görüntü oluşturduğu geşçişli elektron mikroskoplarında başlıca 3 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.Elektronlar içinden akım geçirilerek ıslatılmış tungsten telden bir katottan salınır.katota göre artı potansiyelde tutulan disk biçiminde bir elektron olan anota doğu hızlanan elektronlar anottaki delikten bir demet biçiminde geçerler.Bu elektron demeti bir yada iki elektromagnetik mercekten oluşan kondansör(toplayıcı)tarafından örnek üzerine odaklanır.bir bakır ızgara üzerine yerleşmiş olan örnekten geçen elektron demeti 1-5mm odak uzaklığı objektif merceği aracılığıyla örneğin 20-200 kez büyütülmüş gerçek görüntüsünü oluşturur.Bu örüntü projektör merceği denilenbir yada iki mercek tarafından dahada büyültülürSonuç olarak 1000-50000 kez büyütülmüş bir elektron görüntüsü elde edilir.Bu görüntüyü insan gözünün algılayabileceği biçime dönüştürmek amacıyla flüorışıl bir ekran kullanılır.Elektron görüntüsü doğrudan film üzerinedüşürülerek görüntünün fotoğrafıda elde edilebilir.Bu durumda fotoğrafik büyüme yöntemiyle görüntünün dahada büyütülmesi oanaklıdır.Flüorışıl ekranda oluşan görüntü de ,bir optik mikroskopla yaklaşık 10 kat büyütülerekgözlenir. Mikroskopun elektron tabancasından ekran yada filme kadar tüm bölümlerinin elektronlarının serbestçe yol almalarını sağlamak üzere ,havası boşaltılmış bir sistem içinde bulundurulması gerekir.

YÜKSEK GERİLİMLİ MİKROSKOPLAR:alışılagelmiş elektron mikroskoplarında elektronları hızlandıran gerilimin değeri 1000 kilovolt civarlarındadır.Buna karşılık ,1200000 voltluk gerilimler kullanılan mikroskoplar da yapılmştır.Yüksek gerilimler kullanmanın üstünlüklerini şöyle sıralanabilir.

1)Hızlandırıcı gerilim yükseldikçe elektronların hızı büyür,dalga boyu küçülür,sonuçta mikroskopun ayırma gücü yükselir.
2)Hızlı elektronlar kalın örneklerden daha kolay geçer.
3)enerji kayıplarından kaynaklanan renksel sapınç azalır
4)Örnek daha az ısınır ısınmanın örnekte yol açtığı etkiler azalır
5)Elektron kırınım desenlerinin ayırma gücü yükselir.Bunlara krşılık ,yüksek gerilimlerin sabit ve kararlı bir biçimde elde edilmesinde zorluklarla karşılaşılır.yüksek hızlı elektronların yolu üzerindeki cisimlere çarpmasıyla ortaya çıkan x ışınlarının mikroskopu kullananlara zarar vermemesi için gerekli önlemlerin alınması gerekir.

         TARAYICI ELEKTRON MİKROSKOPU:Cisimlerin yüzeyini incelemek üzere geliştirilen tarayıcı elektron mikroskobunda uygun bir saptırıcı düzenek aracılığıyla bir elektron demetinin incelenecek yüzeyi sürekli sürekli olarak taraması sağlanır.Yüzeye çarpan elektronlar yüzeyden ikincil elektronların fırlamasına yol açar.Bu ikincil elektronlar bir karpışım kristaline(elektronların çarpışmasıyla kısa süreli ani ışık parlamaları oluşturan kristal)gönderilir.Kristalde ortaya çıkan parlamalar bir fotoçoğaltıcı lamba (*) aracılığıyla yüzbinlerce kez yükseltilerek elektrik sinyaline dönüştürülür.Bu elektrik sinyali bir katot ışınlı lambadaki(televizyon görüntü tüpü)görüntünün parlaklığını denetler.Katot ışınlı lambanın ekranını tarayan demetin mikroskopla incelenecek yüzeyi tarayan demetle eşzamanlı tarama yapması sağlanır.Böylece lamba ekranındaki bir noktanın parlaklığı, örneğin yüzeyinde bu noktaya karşılık gelen noktadan salınan ikincil elektronların sayısıyla orantılı olur.Sonuç olarak ekranda incelenen yüzeyin yapısını gösteren bir görüntü elde edilir

         ALAN ETKİLİ MİKROSKOP:Alan etkisiyle salım(*) olgusundan yararlanarak çalışan bu aygıt, temel olarak bir katot ışınlı lamba içine yerleştirilmiştir,çok ince bir telden oluşur.Güçlü bir elektrik alanının etkisiyle telin ucundan elektronlar fırlar;bu elektronlar lambanın flüorışıl ekranına düşerek ekranda ince telin ucunun görüntüsünü oluşturur.Böyle bir aygıtta büyütme,flüorışıl ekranın eğrilik yarıçapı ile telin ucunun yarıçapı arasındaki orana eşittir.Bu yöntemle yalnız yüksek sıcaklıklara dayanıklı tungsten,platin,molibden gibi metaller incelenebilir,çünkü telin ucunda ortaya çıkan yüksek akım yoğunluğu yüzünden büyük akım açığa çıkar.

         Optik teleskopun avrupada17.yy başlarında icat edildiği sanılmaktadır.ilk geliştirilen teleskop türü Galilei teleskopudur.Ünlü İtalyan bilgin Galileo Galilei’nin yapıp kullandığı teleskoplar örnek alındığı  için bu adla anılan bu teleskop,bir borunun uçlarına yerleştirilmiş biri yakınsak diğeri objektif iki mercekten oluşur;iki mercek arasındaki uzaklık bunların odak uzaklıklarının farkı kadardır.

         Alman astronom Johannes Kepler’in 1610 dolayında geliştirdiği teleskop günümüzde kullanılan mercekli teleskopların temelini oluşturur.Kepler teleskopunda yakınsak bir mercek olan objektifin odağının arka tarafına yine yakınsak bir göz merceği yerleştirilmiştir.kepler teleskopunun görüş açısı çok  daha geniştir ve büyüme oranı büyüktür(1000 in üstünde)Bu tür teleskoplarda oluşan görüntü ters görüntüdür;görüntüyü baş aşağı çeviren mercekler ekleyerek düz görüntü elde etmek mümkündür.(tüfek dürbünlerinde de bu yöntem uygulanır)ama eklenen mercekler ışığı soğurduğundan anstronomi teleskoplarında kullanılmaz.

         Mercekli teleskoplarda daha sonraki dönemlerde önemli bir gelişme gözlenmez;bu tür  teleskopun en gelişkin modeli 19.yy sonlarında Avlan  Clark And Sons adlı şirket tarafından yapılıp Yerkes gözlemevine kurulan bir m çapındaki teleskopdur.Yansımalı teleskop olarak da anılan aynalı  teleskoplarda  ışık iç bükey bir ayna tarafından odaklanır.Aynalı teleskop ilk kez İskoç matematikçi James Gregory tarafından 1663’te tasarlandı.ama ayna yapma teknikleri henüz yeterince gelişmiş olmadığından bu aygıt gerçekleştirilemedi.ilk aynalı teleskopu  Sir Isaac Newton 1671’de yaptı.Newton’ın 1672 ‘de Royal Society’ye sunduğu aynalı teleskopun ayna çapı 5cm,büyütme gücü ise 38 di.William Herschel’in 1781’de 18cm çaplı v yardımıyla Uranüs gezegenini keşfetmesinden sonra bu tür teleskoplar yaygınlaştı.Aynalı teleskoplarda ışığın kırılması söz konusu olmadığından,bu tür teleskoplarda renksel sapınç yoktur,bu da mercekli teleskoplara büyük bir üstünlüktür.Günümüzde astronomide hem yalnızca aynalı teleskoplar kullanılır,bunların en büyüklerinden biri ABD’de California eyaletinde Palomar Gözlemevinde kurulu bulunan 5 m çapındaki  hale teleskopudur.

         Estonyalı aygıt yapımcısı Bernhard Schmidt’in 1930’da geliştirdiği teleskopta ayna ile birlikte bir mercek bulunur.küresel olan aynanın önüne yerleştirilen düşük büyütmeli bir mercek aynanın neden olduğu sapınçları ortadan kaldırır.böylece eşit toplama gücü ve ayırma gücü yüksek,geniş görüş açılı bir teleskop gerçekleştirilmiş oluyoru.

         Yer atmosferi 3000 angströmden daha kısa dalga boylarına geçilmez;bu nedenle bu dalga boylarındaki gözlemler roket yada uydulara yerleştirilerek 100 km den daha yükseklere gönderilen teleskoplar aracılığıyla gerçekleştirilir.1000-3000 angström arasındaki dalga boylarında (mor ötesi ışının)kullanılan teleskoplar,normal aynalı teleskopların benzeridir.X ışınları ise alışılmış aynalardan yansımaz,optik merceklerde  de çok az kırılmaya uğrar.verimli çalışma elde edebilmek için ışınların ayna yüzeyinde çok  büyük gelme açılarıyla düşürülmesi gerekir;bu nedenle X ışınlı teleskoplarda ,her ikisinin de eğriliği çok  büyük olan bir iç bükey ve bir dış bükey ayna kullanılır.bu türden bir teleskopun en dikkate değer örneği,56cmlik Einstein teleskopudur;bu teleskop 1970lerin sonlarında ABD’nin “HEAD 2” uydusunda kullanılmıştır.

         Kızıötesi teleskopların tasarımı güçtür bunun başlıca nedeni aynalar ve aygıttaki başak parçaların gök cisimlerinden gelen kızıl ötesi ışınıma oranla çok  daha parlak ışınım yaymasıdır.Atmosferin alt kesimleri kızıl ötesi ışınımı kısmen geçirir;bu nedenle dalgaboyları için teleskopların yükseğe yerleştirilmesi gerekir.1983’te ABD,İngiltere ve Hollanda’nın fırlattığı Kızıl ötesi Astronomi Uydusu’na(IRAS)60cm çaplı teleskop buna örnektir

Dış görünüşlerinin düzenli olması, kristallerin özdeş yapı taşları olarak se-çilebilecek birimlerin düzenli tekrarı sonucu oluştuklarını göstermektedir. Bir katı dışarıdan bakıldığında sürekli ve sert bir cisim olarak görülür. Deneyler ise, katıların atomlar ve atom gruplarının oluşturduğu temel birimlerinin düzenli tek-rarı ile oluştuğunu göstermektedir. Bu temel birimler katının içinde rastgele da-ğılmamıştır.

 Atom veya atom gruplarının oldukça düzenli konumlarda yerleştiği katı cisimlere kristal denir.

 Atomların yerleşiminin geometrisine bağlı olarak değişen birçok kristal yapı tipi vardır. Katının fiziksel özellikleri genellikle kristalin yapı tipine bağlı olduğundan, bu yapıların bilinmesi bilim adamları kadar mühendisleride ilgilen-dirmektir.

KRİSTAL YAPI

 Kristal üç boyutlu uzayda periyodik olarak tekrarlanan atomlardan oluşur. Kristaller  gazlardan ve sıvılardan ayrılırlar. Çünkü sıvı ve gazlarda atomların yerleşimi kısa mesafelerde bir düzene sahip iken uzun mesafelerde bu düzen bo-zulur. Bununla birlikte bütün katılar kristal değildir. Cam gibi bazıları amorfdur. Amorf katılarda atomların uzun mesafe düzeni olmayıp, kısa mesafeli düzeni söz konusudur.

 Kristalin tüm özelliklerini taşıyan en küçük yapı taşına birim hücre denir. Bir birim hücrenin şekli ve büyüklüğü, orjin olarak alınan köşeden çizilen a,b ve c vektörleri ile belirtilir. Bu vektörler hücreyi temsil eder ve hücrenin kristallografik eksenleri olarak adlandırılır. Bu vektörler ve bu vektörler arasın-daki açılar (,,) birim hücre parametreleri olarak adlandırılır.

 Uzayı üç takım düzeleme bölünce, bu düzlemleri seçiş şeklimize göre çe-şitli şekilde birim hücreler elde edebiliriz. Birim hücre parametrelerinin alabile-ceği farklı değerlere bağlı olarak, doğada bulunan bütün kristalleri temsil edebil-mek için birim hücrelerin yedi farklı şekil ve büyüklükte olduğu görülür. Bunlara yedi kristal sistemi denir. Çizelge-1.1’de bu yedi kristal sistemi ve bunların Bravais örgüleri görülmektedir. 1848’de Fransız bilim adamı Bravais, noktaların (atomların) birim hücrelerin köşelerinde bulunması ile oluşan yedi birim hücre-nin değişik konumlarında (yüzeylerinde, hacim merkezlerinde) da başka noktala-rın bulunması ile en fazla ondört çeşit nokta örgü olabileceğini ispatlamıştır. Bu ondört çeşit nokta örgüye Bravais örgüsü denir.
YEDİ KRİSTAL SİSTEMİ VE BRAVAİS ÖRGÜLERİ

Çizelge-1.1

Bu tabloda:

a) Basit örgü sadece köşelerinde örgü noktalarına,
b) Cisim merkezli örgü, örgü noktalarına ilave olarak hücrenin merkezinde bir örgü noktasına,
c) Yüz merkezli örgü, örgü köşelerindekilere ilave olarak hücrenin her yüzü-nün merkezinde bir tane olmak üzere altı örgü noktasına sahiptir.
KRİSTAL SİSTEMLERİ VE MİLLER İNDİSLERİ

Kristal düzlemleri adı geçen düzlemin kristal eksenlerini kestiği noktaların koordinat başlangıcına olan uzaklıkları cinsinden ifade edilebilir. Bu durumda kristal eksenlerine paralel olan önemli düzlemler kristal eksenlerini sonsuzda keserler. Sonsuzlukta işlem yapılamadığından düzlemin kristal eksenini kestiği noktalar yerine bu uzunlukların tersi olan büyüklükler kullanılır. İşte bu büyük-lükler Miller İndisleri dediğimiz niceliklerdir. Genel olarak herhangi bir P düz-leminin Miller İndislerini tayin etmek için aşağıda sıralanan işlemler takip edilir.

1) P düzleminin a,b ve c eksenlerini kestiği noktaların yerleri sırasıyla a,b ve c örgüsü sabitleri cinsinden bulunur. Bu kesim noktalarına sırasıyla x,y ve z denir.

2) x/a, y/b, z/c oranları hesaplanır.

3) İkinci maddedeki oranların tersleri alınarak yeni a/x, b/y ,c/z oranları oluşturulur.

4) Üçüncü maddedeki oranların ortak bir çarpanla çarpımı sonucu en kü-çük tamsayılar elde edilir. Bu tamsayılar P düzleminin Miller İndisle-ri’dir ve P düzlemi (hkl) şeklinde ifade edilir.

 
(hkl) Miller indisleri, bir tak düzlemi temsil ettiği gibi, paralel düzlemlerin bütün takımını da temsil eder. Bu gösterimi kullanmak için iyi bir sebep vardır. X ışınlarının kristal tarafından kırınıma uğratıldığı bilinmektedir. Kırınım x ışınla-rının çok büyük sayıdaki eş değer paralel düzlemler tarafından saçılması sonucu oluşur. Miller indisleri böyle paralel düzlemlerin hepsini birden temsil eder.

BRAGG ŞARTI

W.L Bragg bir kristal tarafından kırınıma uğratılan ışın demeti için basit bir açıklama yaptı. Buna göre tek renkli bir x ışını demeti bir kristalin yüzeyine düştüğünde x ışını kristaldeki atomların paralel düzlemleri tarafından saçılırlar. Her düzlem x ışınının sadece küçük bir oranını yansıtır ve yansıma sadece gelme açısı uygun değerler aldığında meydana gelir. Bu değerle ışının dalga boyuna ve kristalin örgü sabitine bağlıdır. Atomların paralel düzlemleri tarafından yansıtılan ışınlar kuvvetlendirici girişim meydana getirebilecek şekilde üst üste geldiklerin-de ise kırınım oluşur.

X ışını ile madde analizi, bir maddenin karakteristiği olan kırınım deseni-ne dayanır. Bu özelliğinden dolayı 1936 yılında Hanawalt bazı maddelerin toz kırınım desenlerinden bir koleksiyon oluşturdu. Böylece her yıl için sayıları sü-rekli artan toz kırınım desenleri hazırlanmaktadır. İncelenen örneklerde hangi maddenin olduğu, bilinmeyen numunenin toz deseni yardımıyla bulunur.

Bilinen desenlerden bir koleksiyon Hanawalt, Rim ve Frevef tarafından yapılmış ardından ASTM (American Society For Testing and Materrals) bu iş sürdürmüş ve her desen için 3 x 5 inç boyutlarında kortlar oluşturmuştur. Desen-leri hazırlanan maddeler, elementler, alaşımlar, inorganik bileşikler, organik bile-şikler, mineraller ve organometalik bileşikler olarak gruplandırılmıştır.

HANAWALT METODU

Farklı iki maddenin en çok iki d değeri aynı olacağından, Hanawalt bir maddeyi üç en şiddetli ışımaya sahip d değerleri; d1, d2, d3 (büyükten küçüğe doğru) ile karakterize etmiştir. Hanawalt indeksinde maddeler öncelikle d1’in, d1 değeri aynı olan grup için, d2’nin ve son olarakta d2 değeri aynı olan grup için d3’ün azalan değerleri şeklinde sıralanmıştır. Hanawalt indeksi organik ve inor-ganik olmak üzere iki gruba ayrılmış ve her iki grup içinde alfabetik indeks ve nümerik indeks olmak üzere iki şekilde sıralanmıştır.

ALFABETİK İNDEKS

Bu indeks ancak incelenecek numunenin ismi biliniyorsa kullanılır. Bura-da maddeler isimlerine göre sıralanmışlardır. Ayrıca sıralamada önce madde ismi ardından maddenin kimyasal formülü, üç en şiddetli pik’e ait d değerleri ve sırası ile şiddetler, dosya numarası (ASTM kart numarası) yer alır. İsimler örneğin NaCl maddesi için hem NaCl ve hemde ClNa şeklinde yazılır.

NÜMERİK İNDEKS

Madde yansımaları üç en şiddetli pik değerlerine sahip d değerlerine göre sıralanır. Her madde içim hem d1, d2, d3  hem d2, d3, d1  hemde  d3, d1, d2  şeklinde sıralama vardır. Ayrıca cisimlerin kimyasal formülü, isimleri ve ASTM kart numaralarıda fihristde belirtilmiştir.

 BİLİNMEYEN MADDENİN ANALİZİ
 
 Bilinmeyen maddeye ait numune önce agat havanında ezilerek ince toz haline getirilir. Ardından difraktometre kullanılarak difraksiyon deseni elde edi-lir. Numunenin deseni elde edildikten sonra desenin her bir çizgisine karşılık ge-len, d değerleri hesaplanır. Bizim çalışmamızda d, 2 ve I değerleri bilgisayardan çizelge halinde alınmıştır.

Madde analizinde aşağıdaki yol takip edilir:

En şiddetli üç pikin sırasıyla d1, d2, d3  değerleri alınır. Sayısal indekse ba-kılır ve d1 değerlerinin hangi grup içinde olduğu bulunur. Uygun d1 değeri seçilir. Bundan sonra d2 değerine en yakın olan değer belirlenir. d3 değerine en yakın olan değerde üçüncü sütunda bulunur. d1, d2, d3  değerlerinin şiddetleri indekste-kilerle karşılaştırılır.

En şiddetli üç çizgi için d1, d2, d3  değerlerine uygun değerler bulunduktan sonra ASTM kart numarasına bakılır. Geriye kalan tüm d değerleride karttakiler-le uyum gösterirse inceleme sonuçlandırılır. O kart numarasına sahip maddenin numunede mevcut olduğuna karar verilir.

Numune tek fazlıysa yukarıda anlatılan yöntem uygulanır. Bazı numune-lerde birden çok faz gözlenmiştir. Bu durumda tek fazlı numune örneğindeki gibi en şiddetli üç pike ait d1, d2, d3  değerleri bulunur. Ardından Hanawalt indeksine gidilir. Fakat bu kez d değerlerinin üçüne birden sahip olan bir madde buluna-maz. Bu durumda en şiddetli piklere ait d1, d2, d3  değerlerinden her defasında bir tanesi çıkarılarak diğer şiddetli piklerin d değerleri alınıp uygun üç d değeri bu-lununcaya kadar işleme devam edilir. Ardından tek fazlı numunede uygulanan yöntemdeki gibi bu maddeye ait ASTM kartına gidilir ve bu şekilde o maddeye ait tüm d değerleri ayıklanarak o maddenin numunede var olduğuna karar verilir.

Açıkta kalan piklerin şiddetleri normalize edilir ve yine en yüksek şiddet-lere ait d1, d2, d3   değerleri bulunarak yine aynı işlemler bütün çizgilerin ait oldu-ğu maddeler bulununcaya kadar işleme devam edilir. Böylece numune içinde yer alan tüm maddeler belirlenmiş olur. Bununla birlikte Hanawalt metodunda işlem yaparken bazı zorluklarla karşılaşılabilir. Bunları aşağıdaki şekilde sıralayabili-riz.

ASTM kartı hatalı yazılmış ise tüm sonuçlar hatalı çıkar (sağ üst köşesin-de * işareti olan ASTM kartı güvenilir demektir)

Numune bir karışım ise ve bu karışımdaki bir bileşenin karışım içindeki oranı az ise bu durumda bu bileşen yeterli bir kırınım deseni oluşturmayabilir.

Işıma şiddetinin sonuçlarının doğru çıkmaları için numune içindeki kris-tallerin keyfi yönelimlere sahip olmaları gerekir. Tercihli yönelimler ise ASTM kartı ile numuneden alınan sonuçlar arasında şiddet açısından hatalar oluşturur. Bu yüzden tercihli yönelimleri engellemek için gereken her şey yapılmalıdır.

KULLANILAN X IŞINI DİFRAKTOMETRESİNİN BAZI ÖZELLİKLERİ

1) Difrakto metre cinsi Philips PW 3710
2) Jeneratör gerilimi 40kV
3) Jeneratör akımı 55 mA
4)  (K1) Dalga boyu = 1.54060 A0
5)  (K2) Dalga boyu = 1.54439 A0
6) Şiddet oranı (2/1) = 0.5
7) Başlangıç açısı (2) = 2.5100
8) Bitiş açısı (2) = 39.9100
9) Cu anot

BÖBREK TAŞLARININ OLUŞMASI VE YAPISI

Uriner sistem taş hastalığı genellikle böbreklerde görülen lezyonların en önemlisi ve en sık görülenidir. Genel nüfusun %50’ sinin hayatların bir defa böb-rek taşı düşürdükleri bazı araştırmacılar tarafından öne sürülmektedir. Bir defa taş düşürenlerin %50-60’ında 5-15 sene sonra tekrar oluştuğu görülmüştür.

Böbrek taşlarının oluşumunu açıklamak için başlıca üç teori vardır;

Taşların oluşmasında aşırı saturasyon teorisi eskiden beri ileri sürülmekte-dir. Kristolüriye ilaveten ( örneğin kalsiyum iyonlarının idrarda fazlalaşması) idrarın alkali olması, hiperkalsiüri, alkali idrar kronik dehidratasyon gibi faktörler böbrek taşı oluşumuna yardım ederler.

İkinci olarak nükleasyon (çekirdekleşme teorisi) ileri sürülmektedir. Kris-tallerle satüre idrarın bir çökelti sonucu çökelmesi çekirdekleşme olarak kabul edilmektedir.

Diğer bir teori ise kristal oluşumunu inhibe den maddelerin eksikliği teori-si buna göre normal idrarda bulunan ve kristal oluşumunu inhibe eden bazı mad-delerin (pirofosfat, sitrat, magnezyum, bazı peptitler, eser elementler, glukozominoglikan’lar) eksikliğinin veya yokluğunun taş oluşumuna neden ol-duğu ileri sürülmektedir. insanlarda, böbrek taşlarının oluşmasında inhibitör maddelerin rolü kesinlik kazanmıştır. Gelişmiş bölgelerde yapılan araştırmalar fazla hareket gerektirmeyen meslek gruplarında taş hastalığının oldukça yüksek oranda oluştuğunu tespit etmiştir.

TAŞLARIN YAPISI

Bir böbrek taşı iki kısımdan oluşmuştur.

1) Kristalloid, taşın ağırlığının %95’i kalsiyum gibi hafif molekül ağırlıklı kristallerden ibarettir.
2) Taşın ağırlığının %5’i yüksek molekül ağırlıklı karışımdan ibarettir.

Taşın bu iki tabakasının farkının analizi x ışınları ile kırınım ve elektron mikroskobu ile yapılabilir.

TAŞLARIN GENEL SINIFLANDIRILMASI

Kalsiyum taşları bütün taşların %70’i
Triple fosfat taşları bütün taşların %15’i
Ürik asit taşları bütün taşların %10’u
Sistin taşları bütün taşların %3’ü
Kalsiyum-ürik asit taşları bütün taşların %2’sini oluşturur.

Yıldırım ve Oluşumu:

Yıldırımlar, insanların her zaman ilgisini çekmiş ve hayatını etkilemiştir. Tarih boyunca bu konu üzerinde çeşitli efsaneler oluşmuştur. Ancak bilimsel anlamda yıldırım ile ilgili ilk tanımlamalar 17.yy.’da başlamıştır. İlk olarak Descartes, yıldırımın bulutların çarpışmasıyla sıkışan havanın ışık ve ısı etkisinin meydana geldiğini ve ısının gürültüye neden olduğunu söyleyerek yıldırım ile ilgili ilk teoriyi ortaya atmıştır. 18.yy. ortalarında Rahip Nollet Fizik Dersleri adlı kitabında elektrikle yıldırım etkisini anlatmıştır. Bu tarihlerde Fizikçi Jalbert, yıldırım olayı ile sivri uçların ilgisini dile getirmiştir. Aynı yıllarda Romans, yıldırım olayının elektriksel bir olay olduğunu söyleyerek, yıldırımda elektrikten bahsetmiştir. Franklin 1725 yılında balon deneyi yaparak bulutların elektrik yüklü olduğunu ispat etmiştir. 1929 yılında İngiliz Doktor Simson ve Fransız Mathias tarafından yapılan çalışmalarla yıldırım konusu açıklanmaya çalışılmıştır.

Yıldırım, bulut ile yer arasındaki elektrik yüklerinin hızlı boşalması olayı olarak ifade edilmektedir. Atlamanın gerçekleşmesi için, havada asılı duran bulutlar ile yer arasındaki hava iyi bir iletken olmadığından, yaklaşık 100.000.000 voltluk bir gerilim oluşması gerekmektedir. Bulutların yıldırım üretmesi için önce elektrik yükleri ile şarj olması gerekmektedir. Bulutların şarj olması için fırtına bulutunun yere yakın olan kısmı negatif yükle yüklenir (Bu durum her zaman için geçerli değildir). Bu arada yer pozitif yükle yüklenir. Yüklenme hem bulut hem de yeryüzünde birbirine ters kutuplar olarak gerçekleşir. Aradaki potansiyel farkı artınca yalıtkan olan havanın delinmesiyle buluttaki veya yerdeki yüksek voltaj deşarj olur. Bu deşarjlarda 2000 ile 200.000 amper arası akım oluşmaktadır. Atmosfer olaylarında bulut ile bulut arasında oluşan boşalmaya şimşek, bulutla yer arasında oluşan boşalmaya yıldırım denir.   

Yıldırımı oluşturan fırtına bulutunun oluşumu açıklanabilmekle birlikte bu bulutun nasıl elektrikle yüklendiği konusunda kesin bilgilere ulaşılamamıştır. Hava akımları, yere yakın hava tabakalarının iyice ısınması ile oluşmaktadır. Çok büyük yüksekliklerden aşağı inen soğuk hava ile bu hava tabakası yer değiştirir. Nem ise yüksek sıcaklıkta buharlaşma ile meydana gelir. Hava, yukarı çıkışı sırasında soğur ve belirli bir yükseklikte su buharına doyacağı bir sıcaklığa erişir. Daha fazla yükselmesi konzenzasyona sebep olur ve bulut oluşur. Yıldırım bulutunun oluşumunda üç aşama söz konusudur; gençlik, olgunluk ve yaşlılık.

Gençlik aşamasında aşağıdan yukarı doğru ve kenarlardan ortaya doğru hava akımları artar. Bu durum yaklaşık 10-15 dakika sürer. Olgunluk aşamasında yağmurlar oluşur. Sıfıra yakın sıcaklık derecelerinde iyice azalan bulut kaldırma kuvveti şiddetli yağmurlara sebep olur. Aynı anda yukarıdan aşağıya hareket eden soğuk rüzgarlar görülür. Bunlar yere ulaştıklarında şiddetli fırtınalara sebep olurlar. Bu aşama yaklaşık 15-30 dakika sürer. Yaklaşık 30 dakika süren yaşlılık aşamasında ise hava akımları sona erer.

Yıldırım bulutlarında elektrik yüklerinin oluşu ile çeşitli teoriler bulunmakla birlikte tam olarak açıklanamamıştır. Bu teorilerden biri Simpson ve Lomonosow’un teorisidir. Onlara göre bulutlardaki yükler hava akımı yardımıyla oluşmaktadır. Sıcak ve soğuk havanın yer değiştirmesi sonucunda oluşan hava akımı bulutlardaki su damlacıklarını harekete geçirir. Hareket halindeki su damlacıkları, birbirleriyle sürtünmek suretiyle yüklü hale gelirler. Bulutlardaki hava akımları su damlacıklarının dağılmasına ve tekrar birleşmesine sebep olurlar. Yapılan laboratuar çalışmalarında dağılan su damlacıklarından küçük damlacıkların negatif, büyük damlacıkların ise pozitif olarak yüklendiği gözlenmiştir. Bu bilgilere göre büyük su damlacıkları yani pozitif yüklü damlacıklar bulutun alt kademelerinde ve rüzgar hızının büyük olduğu bölümlerde olmalılar. Küçük negatif yüklü su damlacıkları ise rüzgar tarafından itilmeli ve bulutun daha yukarı kısımlarından dağılmalılar.

Yıldırım bulutundaki yüklerin yukarıda anlatıldığı şekilde meydana geldiği kabul edilecek olursa bulutun alt kısımları pozitif yüklü olacağından yıldırım deşarjı da pozitif kutbiyette olacaktır. Yapılan gözlemler pozitif kutbiyetteki yıldırım deşarjlarının %10-15 civarında olduğunu, deşarjların yaklaşık %85-90’ının negatif kutbiyette gerçekleştiğini göstermektedir. Dolayısıyla Simpson ve Lomonosow’un teorileri yıldırım bulutlarındaki elektrik yüklerinin meydana gelişini tam olarak açıklayamamaktadır.

Bu konudaki diğer bir teori de Elster ve Geitel tarafından ortaya konulmuştur. Onlara göre bulutların, yüklenmesi tesir yoluyla elektriklenme ile açıklanmaktadır. Dünya yüzeyindeki elektrik yükü –5×105 C kabul edilirse bu yükün içinde bulunan su damlacıkları alt uçları pozitif, üst uçları negatif olmak üzere kutuplanır. Yer çekimi etkisiyle aşağıya doğru düşen büyük su damlacıkları havanın oldukça yavaş hareket eden iyonlarına yaklaşırlar ve bu sırada su damlacığının pozitif alt ucu havanın negatif iyonunu absorde ederken pozitif iyonu da iter. Böylece ağır su damlacıkları negatif elektrikli parçacıklar haline gelir. Aynı şekilde kutuplanan küçük su damlacıkları yukarıya doğru hareket ederken havanın pozitif iyonlarını absorde ederler ve negatif iyonları iterler. Bu durumda hafif su damlacıkları da pozitif elektrikli parçacıklar haline gelirler.

Elster ve Geitel’in teorisine göre bulutun alt kısımlarında negatif yükler bulunmaktadır. Teori negatif kutbiyetteki yıldırım deşarjlarını açıklayabilmedir gibi görünse de aslında eksik yanları bulunmaktadır.

Bir yıldırım bulutunun su damlacıklarından çok buz kristalleri ve kar parçacıklarından oluştuğu düşünülürse, bu buz kristalleri ve kar parçacıklarının dünyanın elektrik alanı ile kutuplanma olasılıkları oldukça düşüktür.

Konu üzerine başka bir teori de J.I.Frenkel tarafından ortaya atılmıştır. Frenkel’e göre havada her iki işaretli iyonlar var olduğundan, dünyanın negatif elektrik yükleri kaçmaya ve iyonosferin pozitif elektrik yükleri ile birleşmeye yatkındır. Dolayısıyla dünyanın azalan elektrik yükünü sürekli olarak takviye edecek bir olayın olması gerekmektedir. Dünyanın elektrik yükünün sabit kalmasında en önemli rolü negatif yıldırım deşarjları sağlayacaktır. Bu teoriye göre her iki işaretli iyonlardan oluşan hava ile küçük su damlacıkları veya buz kristallerinden meydana gelen bir ortam göz önüne alınır ve havanın negatif iyonlarının daha küçük su damlacıklarına ya da buz kristallerine konduğu var sayılır. Buna göre bulut, negatif yüklü su damlacıkları ve pozitif iyonlu havadan oluşur (negatif iyonlar su damlacıkları tarafından yutulmuştur).

Sonuç olarak araştırmalar yıldırımın oluşumu sırasında bilinen dört çeşit yıldırım tipi olduğunu ortaya koymaktadır; (-) inişli, (-) çıkışlı, (+) inişli ve (+) çıkışlı. Bu yıldırım tipleri elektrik yüklerinin boşalma yönü ve yükün negatif veya pozitif olmasına göre belirlenir. Yukarıya çıkan yıldırımlar yerde biriken yüklerin buluta doğru boşalması şeklinde oluşurken, aşağı inen yıldırımlar ise buluttaki yükün toprağa doğru boşalması ile oluşur.
Bulutların negatif yüklü olduğu durumlarda yerin pozitif yüklü sivri bölgelerinden bulutun negatif yüklü bölgesine doğru başlayan ön boşalmalar şeklinde görülür. Boşalmalar genelde düz araziler üzerindeki yüksek yapılardan veya yeryüzündeki yüksek dağlık kesimlerden başlar. Deşarj olgunlaştığında akım değeri 10.000amperi bulur.

Aşağı inen yıldırımlarda, bulutun alt kısmındaki enerji yalıtkan havayı delebilecek yeterli enerji seviyesine geldiğinde toprağa doğru bir elektron demeti harekete geçer. Birinci demet 10-50 metrelik mesafeyi 50.000 ila 60.000 km/sn arasındaki hızla kat eder. 30 ile 100 mikron saniye süren bir aradan sonra ikinci bir deşarj, birinci deşarjın yolunu izler ve birinciden 30 ile 50 metre arası daha ileri gider. Daha sonra üçüncü deşarj, ardından dördüncü deşarj meydana gelir. Her bir deşarj öncekinden 30-50 metre ileri giderek yıldırımın ucunun yeryüzüne yaklaşmasını sağlar. Ön boşalma yere yaklaştıkça elektrik alanı havanın delinme dayanımı üzerine çıkacak kadar artar. Böylece yeryüzünün sivri bir noktasından bir boşalma yukarıya doğru ilerleyerek ön boşalma ile birleşir. Yaklaşık 50.000 km/sn’lik bir hızla aşağıdan yukarıya doğru iyonizasyonlu ve kanalda depo edilen yükü toprağa boşaltır. Bu deşarj esnasında 200.000 ampere kadar çıkan akım 100.000.000 voltluk bir gerilim ile toprağa akar. Açılan yıldırım kanalından çok kısa bir sürede defalarca kez deşarj meydana gelir.

Yıldırımların Etkileri:

Yıldırımın oluşumu ile ortaya çıkan 6 ayrı etkiden söz etmek mümkündür. Bu etkiler; elektrodinamik, basınç, ses, elektrokimyasal, ışık ve ısı etkisidir.

Elektrodinamik etki, yıldırımın iniş yolu üzerinde oluşturduğu manyetik alan içinde yer alan metallerde oluşan kuvvetlerdir. Bu etki sonucunda ince anten borularda ezilme, paralel iletkenlerde çarpışma ve iletken kroşelerin sökülmesi gibi olaylar görülür.

Yıldırım kanalı içerisindeki elektrodinamik kuvvetlerden ileri gelen basınç bu akımın sönmesi ile patlama şeklinde havayı genleştirerek gök gürültüsünü meydana getirir. Söz konusu basınç ve gürültü yakında bulunanlarda, patlamalarda oluşan şok etkisini yaratabilir. Cam kırılması gibi olaylarla karşılaşılabilir. Basınç ve ses etkisinin bir nedeni de yıldırım kanalında ortaya çıkan ısı etkisinin çok büyük ve ani bir genleşme meydana getirmesidir.

Eletrokimyasal etki ise, büyük akım şiddetinden dolayı elektrolit parçalanma sonucu demir, çinko ve kurşun gibi metallerin açığa çıkmasıdır. Aynı zamanda ozon gazı oluşumu da bu etki içindedir.

Işık etkisi, yıldırım oluşumunda yıldırım kanalında meydana gelen çok parlak bir ışık yayılmasıdır. Yakın mesafelerde geçici görme bozukluklarına sebep olabilir.

Isı etkisi yıldırım kanalında oluşan ısı ve yıldırımın geçtiği iletkenlerde oluşan ısı şeklinde görülür. Akım değerinin çok yüksek olmasına rağmen, çok kısa sürede gerçekleşmesi iletkenlerde aşırı ısı artışı oluşturmaz.

Yıldırımın düştüğü yerlerdeki etkileri, düştüğü yerin durumuna göre değişmektedir. Korunmayan bir bölgeye düşen yıldırım ağaçların yanmasına, üzerinden geçtiği canlıların ölmesine ve elektrik-elektronik donanımlarda hasar oluşmasına sebep olabileceği gibi, sivri noktalardan toprağa geçerek zararsız bir biçimde sona ermesi de olasıdır.

İnsanların yıldırımı hissetmesi mümkün olabilmektedir. Şöyle ki; ilk ön boşalmalar sırasında çok kısa zaman tanıyacak kadar bir elektrik alanı içinde olduğunu anlamasına olanak verir. Bu durumlarda toprağa yüz üstü yatarak toprak ile bulut arasındaki mesafeyi kısaltıp yıldırımın iniş veya çıkış noktası olmaktan kaçınmak gerekmektedir. Korunması olmayan bölgelerde olabildiğince en yüksek nokta olan alanlardan uzakta durmak gerekmektedir.

YILDIRIMLARDAN KORUNMA YÖNTEMLERİ

Yağışlı havaların pek önemsenmeyen, ancak büyük bir tehlike yaratabilen meteorolojik oluşum olarak kabul edebileceğimiz yıldırımlardan iki ayrı şekilde korunma yöntemlerini “Pasif Korunma” ve “Aktif Korunma” olarak iki başlık altında toplamak mümkündür.

PASİF KORUNMA:
- Pasif Yakalama Ucu:
Pasif korunma yönteminde; yıldırımdan korunma yüksek noktalara sivri uçlu metallerin konulup toprak bağlantısının yapılması ile sağlanır. Bu konuda ilk çalışmalar 1760 yılında Franklin tarafından yapılmıştır. Korunması gereken binanın üzerine sivri uçlu bir demir konularak iletkenlerle toprağa irtibatlanması ile ilk yıldırımsavar (paratoner) sistemi kurulmuştur. Konulan çubuğun etkinlik sahası çubuk boyunu yarıçap kabul eden bir daire şeklindedir. Günümüzde ise koruma çapı çubuk boyu olarak kabul edilmektedir. Yıldırımın sivri uca düşerek oradan toprağa verilmesi sağlanır. Böylece düşen yıldırımın binaya ve çevresine zarar vermesi engellenmiş olur.

- Faraday Kafesi:
1884 yılında Melsens tarafından ortaya atılarak günümüzde de etkin korunma için sıklıkla kullanılan “Faraday Kafesi” geliştirildi. Faraday’ın yaptığı çalışmalarda iletken bir kafes içinde elektrik alanının sıfır olduğu belirlenmiştir. Bu bilgiyi kullanarak, Melsens yıldırımdan korunması istenilen yapıyı bakır iletkenlerle yatay ve dikey olarak kafes içine alarak ve çatıda belirli aralıklarla sivri uçlar çıkararak, tabanda da iletkenlerin çok noktada topraklama oluşturması suretiyle koruma sağlamıştır. Bu durumda binanın her tarafı eş potansiyel haline gelecek ve bina üzerine düşecek bir yıldırım, binaya zarar vermeden bakır kafes üzerinden toprağa akacaktır. Faraday kafesinin sağladığı güvenlik, gözlerinin boyutlarına bağlıdır. Gözler küçüldükçe koruma artmaktadır. Faraday kafesi doğru şekilde uygulandığında çok etkin koruma sağlayan bir yöntemdir. Ancak ilk kurulum maliyetinin yüksekliği ve çok doğru uygulama gerektirmesi, bakır kafesin oksitlenmesi durumunda ağır bakım maliyetleri uygulamanın çok yaygın olmasını engellemektedir.

AKTİF KORUNMA:
Aktif paratonerler (çekme uçları) yıldırımın oluşumunu engellemek veya yıldırımı üzerine çekerek daha güvenli bir korunma sağlama amacıyla kullanılmaktadır. Aktif paratonerlerde havanın iletken hale getirilerek yıldırımın, paratonerin sivri ucunda yakalanması amaçlanmaktadır. Aktif paratonerler, günümüzde üç ayrı biçimde bulunmaktadır.

- Radyoaktif Paratonerler:
Radyoaktif paratonerlerin çalışma prensibi, radyoaktif elementler kullanılarak korunması gereken yerde havayı iyonize ederek daha iletken hale getirme ve yıldırımı yıldırım çekme uçuna çekerek, buradan toprağa verme şeklindedir.

M. Dauzere’nin (1930) yıldırımın çokça görüldüğü yerlerde havanın normal şartlara göre daha yüksek bir iyonizasyona sahip olduğunu gözlemlemesi, iyonize edici paratonerlerin kullanımının başlangıcı olmuştur. Bu konudaki ilk deneyi Szillard yapmıştır. Szillard, iletken bir çubuğun üzerine radyum koyarak yaptığı denemelerde başarılar elde etmesi ile radyoaktif paratonerlerin temelini teşkil etmiştir.
Radyoaktif elementin yaydığı radyasyon ile havayı iyonize eden radyoaktif paratonerlerin gövdesi içinde kurşun bir hazne bulunmaktadır. Bu küresel kurşun haznenin üzerinde ışımanın engellenmemesi için delikler mevcuttur. Radyo element bu kurşun hazne içine konur. Işıma, kurşundan geçemeyeceği için üst kısımlardaki deliklerden havaya doğru yönelecektir. Bu saçılan pozitif iyonlar belli bir çap içindeki yıldırımı kendisine çekerek koruma sağlayacaktır. Koruma çapının belirlenmesinde kullanılan radyoaktif elementin miktarı belirleyici faktördür. Kullanılan element ne kadar fazla ise koruma çapı da o oranda artar. Radyoaktif  madde çok fazla arttırıldığı halde koruma yarıçapında doğadaki bazı sınırlamalardan dolayı artış olmadığı belirlendiğinden, üretimlerinde en fazla koruma çapı 200 metre olacak şekilde planlanmaktadır. Paratonerlerde kullanılan radyoaktif element alfa, beta ve gama ışıması yapar. Radyasyon tarafından havanın iyonize olma miktarı alfa ışımasının kinetik enerjisiyle orantılıdır. Bu sebeple radyoaktif paratonerlerin üst kısımlarında ışımanın hızını yavaşlatmayacak şekilde boşluklar vardır. Işıma hızının azalması alfa partiküllerinin iyonlama gücünü neredeyse tamamen yok ederler. 1 mgr radyumun saniyede 136 milyon alfa partikülü ürettiği ve her bir partikülün 187 bin iyon çifti meydana getirdiğini dikkate alacak olursak, içinde 1 mgr radyum bulunan bir radyoaktif paratonerin bir saniyede 25,4 x 1012 tane pozitif iyon çifti meydana getirdiği görülür.

Meydana gelen bu yüksek iyon sayısı kimi zaman, yıldırım düşürecek kadar fazla yüklü olmayan bulutları da tetikleyecek ve gereksiz yere risk oluşturabilecektir. Gama ışınlarının yıldırımı yakalamada bir rolü olmasa da paratonerde kullanılan radyoaktif element bu ışımayı da doğal olarak yapar. Gama ışıması insan sağlığı için son derece tehlikelidir. Yüksek seviyeli bir gama ışımasına karşı önlem alınmadığı takdirde mide bulantısı ve kusma ile başlayan rahatsızlıklar, hücre bölünmesinde düzensizlik, kanser, DNA yapısında bozukluklara (mutasyon) ve ölüme kadar ilerleyecektir. Bu paratonerlerde radyoaktif element olarak Americium 241 ve Radium 226 kullanılmaktadır. Bu elementlerin yıldırımı yakalamak için yaptıkları alfa ışımasının ömrü en iyi (kuru, yıprandırıcı olmayan) hava koşullarında 10 yıl iken, doğal hava şartlarında 5 yıla kadar düşebilmektedir. Beş ila on yıl arasında yıldırım yakalama ömrü olan radyoaktif paratoner ışınlarının insan sağlığına zararları ise çok uzun yıllar boyunca sürer.

Montajı ve periyodik bakımları sırasında, yanına yaklaşırken dahi dikkatli olunması ve çıplak elle kati suretle temas edilmemesi, mümkünse özel eldivenler ve giysilerle yaklaşılması gerekmektedir. Paratoner içindeki radyoaktif elementin tutulduğu kurşun kılıfın yıldırım deşarjı anındaki yüksek sıcaklıktan erimesiyle oluşabilecek tehlike son derece ürkütücüdür. Serbest, koruyucu kılıfsız kalan radyoaktif element küresel bir şekilde ışıma yapacak ve paratonerin yaklaşık koruma çapı kadar olan bölgede radyasyon değeri istenmeyen biçimde artacaktır.

Radyoaktif paratonerler, 1982 yılından beri Avrupa’da ve Amerika’da kullanımı yasaklanmış olup ülkemizde de TAEK’in 31.03.2000 tarihli yazısıyla, kullanımına sınırlandırma getirmek amacıyla içerdiği radyoaktif elementlerin ithalatı yasaklanmıştır. Bu paratonerlere sahip olanların, yetkilendirilmiş bir şirket vasıtasıyla paratoneri Atom Merkezi’ne teslim edilmesi istenmektedir.

Amerikyum elementi ile çalışan radyoaktif paratonerlerin de kısa bir süre sonra yasaklanması beklenmektedir.

Radyoaktif paratonerlerin pozitif yüklü bulutlardan oluşan (yıldırımların %10-%15’i) yıldırımlara karşı herhangi bir koruması yoktur. Sadece negatif yüklü bulutlardan oluşan yıldırımlara karşı koruma sağlar.

- Piezzoelektrik Paratonerler:
Piezzoelektrik elementler basınca maruz bırakıldığında yüksek gerilim üreten elementlerdir. Elementin bu özelliği paratoner üreticileri tarafından kullanılmış ve piezzoelektrik prensibiyle çalışan paratonerler imal etmişlerdir.

Rüzgar etkisiyle salınım yapan paratonerin gövdesi, içerisindeki piezzoelektrik kristallerini basınca maruz bırakır ve yüksek gerilim darbeleri oluşur. Bu darbeler paratonerin yakalama ucu üzerindeki ark boynuzlarına gönderilir ve burada ark etkisiyle hava iyonizasyona uğratılır. Paratonerin çalışabilmesi salınım yapması gereksinimi ve bunun için rüzgara ihtiyaç duyulması bu paratonerin en büyük dezavantajıdır.

- Elektrostatik Aktif Paratonerler:
Elektrostatik paratonerin çalışma prensibi o anki havanın yüklerine göre elektrik alan şiddetinin arttırılmasına dayanmaktadır. Böylece negatif veya pozitif yıldırım çeşitlerine karşı koruma sağlamış olmaktadır. Yıldırıma karşı korumada en son geliştirilen bu yöntem hızla yaygınlaşmaktadır. Bu paratonerlerin çalışma prensibi, yıldırım yeryüzü ile birleşmeden önce yakalayarak deşarjı güvenli bir biçimde toprağa yapmaktır. Elektrostatik paratonerlerde bu nedenle yakalama hızı (Δt) önem kazanır. Havada oluşturduğu elektrik alan sayesinde yıldırıma iletken bir yol hazırlayarak toprağa veren elektrostatik paratonerler havayı iyonize etmediği için gereksiz deşarjlara neden olmamaktadır. 2 metre uzunluğunda çelik bir üniteden oluşan elektrostatik paratonerler özel bir bakım ihtiyacı duymamaktadır.

Dünya’da ve Türkiye’de kullanımı hızla artmakta olan ve radyoaktif paratonerlerin yerini alan elektrostatik paratonerler yine 200 metre koruma çaplı olarak tasarlanmaktadır. Kullanım yerine göre $950-$1500 arasında maliyetleri bulunmaktadır.

Kullanılan korunma yöntemi ne olursa olsun, yöntemin dikkatli ve doğru biçimde uygulanması ve özellikle son derece dikkatli topraklama (yıldırımı çeken ucun toprağa bağlanması) yapılması ayrıca periyodik olarak kontrolü gerekmektedir. Paratonerlerin toprak bağlantısının kuru havada en fazla 5Ω olması istenmektedir.

Sonuç olarak insanların ve donanımların güvenli bir şekilde yıldırımlara karşı korunması için her kuruluş kendi üzerine düşen görevi yerine getirerek gereken tedbirleri almak durumundadır.

Gündelik yaşantımızda sık karşılaştığımız  bilgisayarların radyo yayınlarını bozması, saç kurutma makinasının TV’ lerde karlanmaya neden olması, cep telefonlarının araçların ABS fren sistemini kilitlemesi benzeri olaylar elektromanyetik (EM) girişim ve etkileşim (EMI, Electromagnetic Interference) olaylarından sadece bir kaçıdır. Bir EMI probleminde üç unsur, EMI kaynağı, girişimden etkilenen kurban ve kaynak ile kurban arasındaki girişim yolu, bulunur.
 
Bir EMI probleminde cihaz – cihaz etkileşimi söz konusu ise  EMC (Electromagnetic Compatibility) elektromanyetik uyumluluk problemi olarak isimlendirilir. Etkileşim cihaz –canlı doku arasında ise problem BEM (Bio-electromagnetic) Biyo-elektromanyetik olarak anılır. EMC mühendisliğinin ana amacı üç EMI unsurundan en az birini ortadan kaldırmak ya da etkilerini en aza indirmek iken BEM mühendisliğinin amacı EM enerjinin canlı dokularda yaratacağı kısa, orta ve uzun süreli etkileri incelemek ve en aza indirmek yönündedir.
 
EMC ve BEM tartışmaları özellikle cep telefonları ve baz istasyonları ile kamuoyunun ilgisini çekmiştir.  Görünen o ki, cep telefonlarının kullanımı daha da yaygınlaşacak ve belki çok yakın bir gelecekte kola takılacak bir cihazla hem telefon, faks, görüntü iletimi sağlanacak, hem de kimlik, sağlık, banka hesabı gibi tüm kişisel bilgiler depolanacaktır. Bunun önüne geçilecek gibi görünmediğinden sorun ve çözüm yaklaşan bu yeni düzende EM kirlilik etkilerine ne derece önem verileceği noktasında yoğunlaşmaktadır[2,3]. EM kirlilik elektrik, elektronik, elektro-mekanik, kimya, sistem, tıp ve biyoloji benzeri konuları içeren çok disiplinli bir konudur.
 
EMC, BEM, Kuruluşlar ve Standartlar

EMC, elektronik cihazların bir arada, birbirini rahatsız etmeden ve birbirinden en az etkilenerek çalışabilmesi için gerekli düzenlemelerle ilgilenir. Örneğin, buzdolabı, çamaşır makinası gibi şehir şebekesinden yüksek akım çeken cihazlar çalışırken, şehir şebekesine gürültü aktarmaması için üreticinin alması gereken önlemleri ayrıntılı olarak sıralar. Ya da, televizyon üreticisine ürününün ne tür etkilere karşı dayanıklı olması gerektiğini belirtir. Ya da, kişisel bir bilgisayardan çevreye istenmeyen sızıntının frekansa ve uzaklığa göre en fazla ne olması gerektiğini belirler. Tüm bunlar standartlar halinde yayınlanır. Standartları belirleyen başlıca üç uluslararası kuruluş vardır. Bunlar; uluslar arası IEC (International Electrotechnical Committe), CISPR (Comite International Special des Perturbations RadioElectriques) kuruluşları ile Avrupa Birliğinin (AB) CENELEC (Comite Europeen de Normalisation Electrotechnique) kuruluşudur. Bu kuruluşlar ve onların belirlediği teknik uzman kadrolar bilimsel ve teknolojik çalışmaları yürütür, izler, inceler ve değişik standartlar olarak belgelere döker. IEC standartları IEC ile CENELEC standartları EN ile başlar (örneğin IEC 61000-4-1 ve EN 61000-4-1 EMC bağışıklık test düzenleri hakkında ayrıntılı bilgi içerir.)
 
Tam üye olmayı hedeflediğimiz AB yasal EMC düzenleme çalışmalarını 1992’ de başlatmış ve 4 yıllık geçiş sürecinden sonra 1996’ da zorunlu hale getirmiştir. Artık AB pazarına girecek her ürün EM uyumluluk, CE (Conformity Europe) markası taşımak zorundadır. Bunun anlamı, o ürünün bağlı olduğu EN tipi standartlarca belirlenen tüm koşulları sağladığının belgelenmesi ve üretici firmanın bunu garanti etmesidir.
 
BEM, cihaz – insan etkileşimiyle (EM enerji – canlı doku ilişkisi ile) ilgilenir. Konuyla ilgili uluslararası kuruluş International Radiation Protection Agency (IRPA)’dır. IRPA 1974 yılında NIR (Non-Ionizing Radiation) İyonlaştırmayan Radyasyon çalışma grubunu oluşturmuş ve 0Hz–300GHz frekans bölgesinde BEM konusunu incelemekle görevlendirmiştir. Bu çalışma grubu 1977 yılında Paris’te yapılan bir IRPA kongresinde INIRC (International Non-Ionizing Radiaiton Committe) Uluslararası İyonlaştırmayan Radyasyon Komitesine dönüştürülmüştür. IRPA/INIRC, WHO (World Health Organisation) Dünya sağlık Örgütü’nün Çevre Sağlığı birimi ile birlikte UNEP (United Nations Environment Programme) Birleşmiş Milletler Çevre Programınca desteklenen bir dizi çalışma sonucu çevre sağlık kriterlerini oluşturmuştur. Bu belgelerde iyonlaştırmayan radyasyon konusundaki (problemin fiziği, kaynaklar, ölçü teknikleri ve cihazları, vb.) bilgiler derlenmiştir. Bu bilgiler sürekli gözden geçirilmiş, yenilenmiş ve bugün konuşulan temel ve türetilmiş limitlerin  kaynağını oluşturmuştur. IRPA! nın 1992 yılında Kanada’ da yapılan sekizinci uluslararası kongresinde bağımsız ICNIRP (International Committe on Non-Ionising Radiation Protection) Uluslararası İyonlaştırmayan Radyasyondan Koruma Komitesi kurulmuş ve bu kurul IRPA/INIRC kurumunun yerini almıştır.
 
ICNIRP günümüzde Birleşimiş Milletler, WHO, IRPA ve AB benzeri örgütlerin BEM konusunda tanıdığı uzman kurumdur. ICNIRP;
 
İyonlaştırmayan radyasyon konusunda bağımsız, bilimsel çalışmalar yapmak, ulusal ve uluslararası sağlık kuruluşları ve örgütleri ile ortak çalışmalar yürütmek ve yapılan çalışmaları izlemek, bunların sonunda elde edilen verilere dayanarak iyonlaştırmayan radyasyon konusunda insan ve toplum sağlığı kılavuzları hazırlamakla
 
yükümlü olup üyeleri fizik, biyoloji, epidemiyoloji, tıp ve mühendislik alanlarında tanınmış uzmanlarda seçilir. İlki 1988 yılında yayınlanan IRPA/INIRC BEM kılavuzları ICNIRP tarafından sürekli güncellenmektedir (sonuncusu 1998 yılında yayınlanmıştır).
 
ICNIRP kılavuzlarında sözü edilen sınır değerler ve seviyeler bilimsel bütün verilerin derlenmesi ve gözden geçirilmesiyle elde edilmektedir. Bu değerlere ulaşmada kısa ve orta vadeli ve hemen gözlenebilecek adale kasılması, yanma, şok, sıcaklık artması benzeri etkilerden yola çıkılmıştır. Uzun dönemde kanserojen etkiler yaratabileceği gibi etmenler göz önüne alınmamıştır. Bu etkiler söz konusu olduğunda ICNIRP eldeki bilimsel verilerin bunun aksini gösterecek herhangi bir etkiyi göstermediğini söylemektedir. Her ne kadar epidemiyolojik (insan ya da denek hayvanlarla yapılan istatistiksel) çalışmalar bir takım bulgulardan söz etse de ICNIRP bu bulguların bilimsel yeterlilikten uzak olduğunu belirtmektedir. 
 
EMC ve BEM Limitleri

ICNIRP’ nin BEM konusunda belirlediği iki tip limit vardır; temel limitler ve türetilmiş limitler. Temel limit olarak
“ortalama insanda vücut sıcaklığını 1 derece arttıracak  EM  enerji yutulmasının zararlı olduğu”
 
düşüncesinden yola çıkılmıştır. Bunun sonucu kilogram başına dokuların yutabileceği en yüksek güç değeri olarak 4W bulunmuştur. İş yerleri için 10 kat, genel ve meskun yerler için ise 50 kat güvenlik payları alınarak temel limitler
          fabrika, atölye gibi iş yerleri için  ® 0.4 W/kg SAR
          genel yerler için    ® 0.08 W/kg SAR

olarak belirlenmiştir. Burada SAR, özgül soğurma oranı (Specific Absorbtion Rate) olarak kullanılmaktadır. Dokularda ısıl yutulma dokunun iletkenliği ile ilgilidir. Hacmi V olan bir dokunun iletkenliği (s [S/m]), yoğunluğu (r [kg/m3]) ve dokunun içine nüfuz eden elektrik alan şiddeti (E[V/m]) biliniyorsa SAR değeri sE2/r çarpımının hacim üzerinden toplamı (integrali) alınarak elde edilir. Yani, SAR değerinin bulunması için dokunun içindeki elektrik alan şiddetinin ölçülmesi gerekir. Oysa canlılarda bu ancak tıbbi deneklerle yapılmaktadır. Bu nedenle SAR ölçülmesi ya insanın EM özelliklerine yakın değişik kimyasal jellerden yapılmış robotlar üzerinde yapılır, ya da bu amaçla güçlü sayısal teknikler kullanılarak bilgisayar benzetimlerinden yararlanılır. SAR modelleme çalışmaları yürüten uluslararası birkaç bilimsel araştırma grubu içinde Türkiye de vardır.
 
Temel limitler sadece dokularda yutulan ve ısıya dönüşen güçle ilgilidir. Temel limitlerden yola çıkarak türetilen limitler ise kolay ölçülebilen EM güç yoğunluğu (metrekareye düşen güç, [W/m2]) cinsinden verilmiştir. Uzak alan kabulü altında güç yoğunluğu ile elektrik ya da manyetik alan şiddeti arasında basit bir katsayı farkı vardır. O nedenle herhangi birinin ölçülmesi diğerlerinin hemen elde edilmesi demektir (manyetik alan ölçülen elektrik alan değerin 377’ye bölünmesi ile, güç yoğunluğu da elektrik ve manyetik alan şiddetlerinin çarpımı ile elde edilebilir). Türetilen limitler frekansa göre ortamlarda izin verilen en yüksek değerleri (alan şiddeti  ya da güç yoğunluğu) belirlemektedir.
 
EMC limitleri açıktır ve bu cihazların bu limitleri sağladığının test edilmesi ve ölçülmesi kolaydır. Ele alınan cihazın bağlı olduğu standartta ölçü düzeni, ölçü ve testlerin hangi koşullarda ve nasıl yapılacağı, hangi özelliklere sahip ölçü aletlerinin kullanılacağına varıncaya dek ayrıntılı bilgi bulunur.
 
BEM limitleri tartışmalıdır. Yukarıda belirtildiği gibi sadece dokulardaki ısıl etkileri göz önüne alır. Psikolojik ya da biyolojik gibi etkiler göz önüne alınmamıştır. Aslında teknik, aletsel bir değer olarak ısıl etkilerden (yani SAR’ dan) başka bir parametre de belirlemek kolay değildir. ICNIRP’ nin ısıl etkiler cinsinden limitleri belirlemenin yeterli olacağı konusunda görüşü olmasına karşın limitlerin kendileri tartışma konusudur. Bu nedenle ülkeler ya da uluslararası kuruluşların kabul ettiği değerler arasında da farklılıklar olabilmektedir. BEM konusunda bilinenler bilinmeyenlere göre çok az olduğundan Dünya Sağlık Örgütü (WHO) 1996 yılında EMF (Electromagnetic Field)  diye bir proje başlatmıştır ve 2005 yılında sonlandırmayı hedeflemektedir. Bu proje ile BEM konusunda yapılan bütün çalışmalara ulaşmak, tartışmak ve olası etkiler konusunda sağlıklı veri tabanı oluşturmak hedeflenmektedir.
 
GSM Şebekeleri ve Güncel Durum
GSM (Global System Mobile) 900MHz frekansı civarında 25-35 MHz arası band ayrılmış hücresel telefon sistemidir. Bu sistemde her bir telefon abonesi yaklaşık 200 kHz konuşma bandını kullanır. Zamanda çoğullama gibi teknikler de kullanılarak aynı anda daha fazla konuşma yapabilme olanağı sağlansa da bu sayı sınırlıdır.  Türkiye’ de iki GSM şebekesinin toplam abone sayısı on milyonu aşmıştır. Bu kadar aboneye aynı sınırlı frekans bandına hizmet vermenin tek yolu kapsama alanını küçük küçük hücrelere bölmek ve aynı frekansları değişik bölgelerde tekrar tekrar kullanmaktır. 
 
GSM hücresel sistemde kapsama alanına göre üç tip hücre vardır; makro, mini, mikro hücreler. Makro hücreler yerleşimin seyrek olduğu (taşra) bölgelerinde 25-35km çapında bir alana hizmet verebilir. Ancak yoğun yerleşimin olduğu (örneğin İstanbul’ da Kadıköy, Beşiktaş, vb.) bölgelerde makro hücrelerle aynı anda bütün abonelere hizmet vermek olası değildir. Yoğun yerleşim bölgelerinde daha küçük hücrelerle kapsama sağlanmak zorundadır. Mini hücrelerde hücre yarıçapları bir iki bin metreye, mikro hücrelerde ise birkaç yüz metreye inmek zorunda kalabilmektedir. Bu ise bina çatılarına, iş, alışveriş merkezleri cephelerine baz istasyonu anteni kurmak anlamına gelir.
 
Çevre Bakanlığı 11 Mayıs 2000 tarihinde baz istasyonları ile ilgili bir Genelge yayınlamıştır. Bu genelge ile valiliklere sorumluluk, TÜBİTAK ve üniversitelere de denetleme ve ölçme yetkisi verilmektedir. Genelge ile alevlenen tartışmalar Ulaştırma Bakanlığı’nın 4 Ağustos 2000 tarihli Yönetmeliği ile artmış ve Sağlık gibi diğer bakanlıklarla, Meslek Odaları (özellikle Elektrik Mühendisleri Odası,EMO) Üniversiteler, TSE, TÜBİTAK ve ilgili birimlerini de içine alacak şekilde genişlemiştir. Tüketicileri koruma dernekleri “Çek bazını çatımdan” kampanyaları başlatmakta, bir bakanlık “sökün” derken diğeri “söktürmem” derken kamuoyu haklı olarak “ne oluyor” diye kaygıyla izlemektedir.
 
Cep Telefonları ve Baz İstasyonları Tehlikeli mi?

Sorunun yanıtı ICNIRP tarafından belirlenen limitlerin sağlanıp sağlanmadığında aranmalıdır. ICNIRP genel halk için temel limiti 50 kat güvenlik payı ile 0.08 W/kg SAR değeri olarak belirlenmiştir (bu değer, günün belirli saatlerinde bulunulan iş yerleri için 10 kat güvenlik payı ile 0.4 W/kg’ dır). Temel limitlerden ölçülebilir türetilmiş limitlere geçildiğinde 900MHz ve 1800MHz GSM sistemleri için sınır değerler, sırasıyla, 42 V/m ve 59 V/m (güç yoğunluğu olarak 4.5 W/m2 ve 9 W/m2 ) olarak belirlenmiştir . Türkiye, ABD ve AB tarafından da kabul edilen bu ICNIRP değerlerini hem Çevre Bakanlığı Genelgesi hem de Ulaştırma Bakanlığı Yönetmeliği ile kabul etmiştir. Ancak, İtalya, Rusya gibi bu değerin altında (6 V/m) limitlerini belirleyen ülkeler de bulunduğu unutulmamalıdır.
 
Baz istasyonları tipik olarak 10-30m yüksekliğindeki kulelere yerleştirilir. Genelde her kulede 120°’lik yatay açıyı kapsayan üç anten bulunur. Her anten düşeyde tipik olarak 5-6°’lik hüzmeye sahiptir. Bu hüzme yataydan biraz aşağı yöneltilerek kuleye en yakın 50m’ de yere değer. Her anten birkaç konuşma kanalına (tipik olarak 2-4, en fazla 16) sahiptir. Bir kule ile 30-40km’lik yarı çaplı bir alanın kapsanabilmesi için her kanal ortalama 40-60w çıkış gücüne ve antenler 15-18dB kazanca sahiptir. 60W güç ile 10m yüksekliğindeki bir kuleden 50m ötede ölçülecek alan şiddeti birkaç V/m civarında olacaktır. Bu değer çevredeki yakın binalardan ya da balkonlardan yansıma durumunda artabilir.  Yapılan ölçmeler, çok anormal bir baz istasyonu yerleşimi seçilmediği sürece, ölçülecek elektrik alan değerin 5-10V/m’ nin üstüne çıkmayacağını göstermektedir. Ancak, yanlış yer seçimi ve hatalı yerleşim ile verilen sınır değerlerinin aşılması söz konusu olabilir.
 
Cep telefonlarında durum daha ciddidir. Ortalama 2W çıkış gücüne sahip 900MHz’de çalışan bir cep telefonundan 2.2cm ötede 400V/m şiddetinde elektrik alan değeri ölçülmüştür. Bu değer 1800MHz ve 1W çıkış gücü ile 200V/m’ dir. Yani, beynimizin dibinde ölçülen değer baz istasyonlarının neden olduğu etki yanında yüz kattan daha fazla olabilmektedir.
 
Bilim, gelinen noktada elektromanyetik alanların insan sağlığına kesinlikle zararı yoktur diyecek durumda değildir. Günümüzde “kesin zararlı değildir” yargısı kadar sınırlı bulgularla varılan “kesin zararlıdır” yargısı da bilimsel olmaktan uzaktır. Sadece cep telefonlarının değil, yüksek gerilim hatları, mikrodalga fırınları, TV, bilgisayar, vb. cihazların insan sağlığına etkileri konusunda aralıksız çalışmalar, deneyler sürdürülmektedir. Her gün değişik deney sonuçları ve bulgular yayınlanmakta ve değerlendirmeler yapılmaktadır. Bu çalışmaların önemli bir derlemesi İngiltere’de bağımsız bir uzman  grubun bir yılı aşkın bir sürede titiz çalışması sonucu yayınladığı (Mayıs 2000’ de) raporda yer almaktadır. Söz konusu raporda, ne yazık ki, deneylerle elde edildiği söylenen (baş ağrısı, uyku düzensizliği, unutkanlık yarattığı, kanser riskini arttırdığı, P55 genini bozarak  bağışıklık sistemini zayıflattığı, kan bariyerlerine zarar verdiği gibi) tıbbi bulguların önemli bir kısmının bilimsel ve tekrarlanabilir olmaktan uzak, çelişkili hatta tutarsız olduğu belirtilmekte, bir kısmının ise baz istasyonları ile ilişkilendirilemeyeceğinin altı çizilmekte ve bilimsel deneylerin sürdürülmesi gereği vurgulanmaktadır.
 
Bilinmeyenlerin bilinenler yanında çok fazla olduğu günümüzde
          Ya “henüz bir zararı kanıtlanamamış, öyleyse boş ver” denecek,
          Ya da “ileride geri dönülmez zararları olduğu kanıtlanabilir, öyleyse şimdiden önlem almak ve konuya duyarlı yaklaşmak gerek” diye düşünülecektir.

Bilimin önderliğinde gelişmiş toplumlar bu ikinci görüşü benimsemektedirler.
 
Sonuçlar ve Öneriler

GSM şebekelerinin yaygınlaşması ve yeni hatların devreye sokulması, her yerde baz istasyonlarının kurulmaya başlaması son günlerde EM kirlilik tartışmalarını sadece ülkemizde değil bütün dünyada ön plana çıkarmıştır. Tartışmanın bilimsel temellere oturtulması, kavramların ve büyüklüklerin netleşmesi yaşanmaya başlanan kaosu bir ölçüde önleyecek ve olayların sağlıklı gelişimini sağlayacaktır. Ortalıkta üniversitelerce ve diğer bilim kurumlarınca verilen ve bazısı yanlış hesap ve ölçülere dayanan çelişkili raporlar dolaşmaktadır. GSM şirketleri, belli bir yerde, örneğin yerden 35m yüksekte ve şehir dışında bir kule şeklinde baz istasyonu tesisi için aldıkları raporu meskun mahalde ve bir binanın ikinci katında (yerden 3-4m yüksekte) cepheye kurdukları bir başka tesis için örnek gösterebilmektedirler. Basında bilimsel kaynak göstermeden yazılar yayınlanmakta ve bu durum halk arasında söylentilerin artmasına neden olabilmektedir. Bilim çevreleri dahil kamuoyu lehte ve aleyhte diye adeta takım tutar gibi ikiye bölünmeye başlamıştır. Bunların önüne geçebilmek ve soruna sağlıklı yaklaşımlar için şu öneriler sıralanabilir:
 
          EMC ve BEM disiplinler arası, karmaşık konulardır. EM spektrum geniştir ve farklı frekanslarda farklı etkileşimler söz konusudur.
          900 ve 1800MHz frekans bölgesini kullanan cep telefonları daha da artan bir hızda yaşantımızda olacaktır. Konunun toplum sağlığı ve psikolojisi gibi boyutları olduğundan ciddi önlemler gereklidir.
          Türkiye’ de bugün 10 milyon civarında cep telefonu abonesi vardır. Varolan GSM şebekelerinin yanına yenileri gelmek üzeredir. Sadece bu yıl Türkiye’ de 3000’ den fazla yeni baz istasyonu kurulacağı, bu sayının üçüncü şebeke de devreye girdiğinde çok artacağı beklenmektedir. Çevre ve Ulaştırma Bakanlıkları, çatışır gibi görünse de, özünde benzer yaklaşımlar içerisindedir.
          TÜBİTAK, üniversiteler, ilgili kamu kuruluşları ve bakanlıklar, meslek odaları (EMO), yerel yönetimler ve GSM şebekeleri bir arada aynı dili konuşur duruma gelmeli ve yuvarlak masa etrafında toplanarak çözüm aramalıdır.
          Tipik ölçü aletleri saptanmalı ve aynı parametreler  ölçülmelidir. Özellikle baz istasyonları civarındaki elektrik alan şiddetinin ölçülmesi için birkaç bin Amerikan dolarını geçmeyen basit, geniş bantlı taşınabilir alan ölçer cihazlar vardır. Bu alet ile herhangi bir ortamdaki birkaç yüz MHz’den birkaç GHz’e kadar geniş bir banttaki toplam güç ölçülebilir. Bu durumda elde edilen değer limitlerin civarında ya da üstünde ise frekans seçici (örneğin, spectrum analyzer) bir alıcı ile daha hassas ölçüm yapılabilir.
          Ölçü ve denetleme için EMC uzmanlığı aranmalıdır. Bu konuda EMO ve üniversiteler sertifikalı kurslar düzenlemeli ve ölçü ve denetleme personeli bu kurslardan geçirilmelidir.
          Mühendislik kurallarına uygun kurulmuş baz istasyonu tesislerinin belirlenen limitlerin altında EM etki yaratacağı söylenebilir. ANCAK, limitlerin kendileri tartışma konusudur ve ülkelere ve kurumlara göre farklılıklar vardır.
          ANCAK, tesis kurumu ve alan seçimi ÇOK ÖNEMLİdir. Dikkat edilmezse limitler  kolayca aşılabilir. Tesis için yer seçimi ve kurumu, uzman kişi ve kurumlar gözetiminde üç şebekeyi de içine alacak bir planlama ile gerçeklenmelidir.
          Cep telefonlarında durum daha ciddidir. Piyasadaki modellerden bir çoğu ICNIRP sınır değerlerini aşmaktadır. Bu nedenle üreticilerden ürünlerinin SAR değerlerini modeller üzerinde belirtmeleri istenmelidir. Gençlerin ve özellikle çocukların cep telefonu kullanmalarının özendirilmesi engellenmelidir. 
          Dünya Sağlık Örgütü, WHO  sağlıklı olmayı sadece hasta olmamak ya da belli bir hastalık taşımamak olarak değil “fiziksel, ruhsal ve sosyal olarak iyi durumda olmak” diye tanımlamaktadır. Bu nedenle EM dalgaların, cep telefonu ya da baz istasyonu antenlerinin etkilerine bu tanımlama ışığında bakmak gerekir. Balkonunun karşısında, birkaç metre ötede bir baz istasyonu anteni kurulması psikolojik etkiler nedeniyle kişide gerçek rahatsızlıklara neden olabilir. Olaylara “sadece limitler sağlanıyor o halde sorun yok”  diye yaklaşmak karşı karşıya olunan problemi hafife almak anlamına gelecektir.
          Ayrıca, Çevre İçin Hekimler derneği ve İstanbul Tabip Odası’nın belirttiği gibi, soruna bilimsel yaklaşmamak, süren belirsizlik, kişi ve  kurumlara  karşı güvensizlik  sonucu ortaya çıkan ve kendisini öznel yakınmalar, kaygı, korku gibi bulgularla gösteren psikolojik etkilenmelere önem verilmelidir.
          Çevre, Sağlık gibi bakanlıklar BEM konusunda çalışmaları sürdürmeli ve bu yönde ulusal projeler  desteklenmelidir. Bu konuda bilinenler bilinmeyenler yanında çok ama çok azdır. Bu nedenle, konunun uzmanları olan saygın kurumlar bir yandan ölçülebilir, kontrol edilebilir limitler koyarken bir yandan da bilinmeyene karşı temkinli ve uyanık olmak gereğinin (bu yaklaşıma “precautionary approach” denmekte) altını ısrarla çiziyorlar[2]. Özellikle olumsuz EM etkiler bu etkilere maruz kalma süresi ile orantılı olduğundan önlerinde yetişkinlere göre daha uzun yaşam süresi olan çocuklara ve gençlere karşı daha koruyucu davranma gereği açıktır.
 
Tartışmaların yoğunlaştığı baz istasyonlarının planlanması, ölçülerin yapılması ve denetlenmesi konularında ilgili bakanlıklar, EMO, TÜBİTAK ve üniversiteler sorumluluk bilinciyle çalışmalarını sürdürmelidir. Özellikle EMO’ nın uzmanlık alanı olması, Türkiye’nin dört bir yanında şubeleri bulunması ve her an her yerde ölçü yapabilecek yeteneğe sahip olması nedenleriyle problemin çözümünde doğal adreslerden birisi olduğu açıktır.  EMO İstanbul şubesi, bünyesinde yürüttüğü çalışmalarına,  sorumluluğu gereği EMC çalışmalarını da eklemiştir. Bir yandan ayrı bir uzmanlık gerektiren EMC mühendisliği ve EMC ölçülerinde kurslar seminerler düzenleyip üyelerine sertifika vermek, bir yandan da Büyükşehir ve ilçe belediyelerle baz istasyonlarında ölçüler yapmak üzere çalışmalarına başlamıştır. EMO gerek bu çalışmaları ile gerekse kamuoyunun beklentileri doğrultusunda sağlıklı çözümler üretmek amacıyla konu üzerindeki duyarlı yaklaşımını sürdürecektir.