Nano Teknoloji, X-Işınları ve Lazer Işınları Fizik Ayt

NANOTEKNOLOJİ, X-IŞINLARI, LAZER IŞINLARI

Nanoteknoloji:

Genellikle uzunluk ölçü birimi olarak kullanılan nano, nanometre olarak metrenin milyarda biridir. 1 nm = 10^-9 m veya 1 m = 10⁹ nm’dir. Bir nanometre bir kaç atomun art arda sıralanmış boyutu kadardır. Günümüz teknolojisinde maddenin atomik (moleküler) yapısını bilmek, maddeyi daha işlevli hâle getirmek demektir. Bu nedenle nanoteknoloji günümüzde önemli hale gelmiştir. Nasıl ki bir binayı yaparken iç yapısını bilmek, dayanıklılığı açısından önemli ise maddenin, malzemenin moleküler boyutta yapısını kontrol etmek, malzemeyi optimize etmede, çok fonksiyonlu hâle getirmede önemlidir.

Ancak maddelerin nano boyutta davranışları farklılaşır. Bu nedenle maddenin davranışı makroskopik boyuttaki davranışına benzemez, yerine kuantum kanunları devreye girer. Nanoteknoloji; malzeme biliminde, matematik, fizik, kimya, biyoloji, eczacılık, bilgisayar, elektronik ve tıp gibi günlük hayatta önemli yer tutmaktadır.

Otomotivlerde su tutmayan camlar, tekstilde su tutmayan kumaşlar, özellikle elektronikte büyük hacimli transistör, elektronik devre parçaları, hızlı nano-elektronik ve nano-sprintronik aygıtlar, hassas manyetik sensörler, yüksek çözünürlüğe sahip ölçü aletleri, çip, nano kütüphane, CD gibi cihazların üretiminde, sağlıkta; hücre onarım robotları, nano cerrahi, nano robot, nano ölçekli ilaç yapımı, biyosensör gibi üretim amaçlanmaktadır.

X — Işınları:

X — ışınlarının oluşumu, hızlandırılmış elektronların tungsten gibi hedef maddeye çarptırılması ile oluşturulur. Oluşan X — ışınları; karakteristik (kesikli) ve sürekli ışınlar şeklinde iki çeşittir. Eğer hızlandırılan elektronlar hedef maddenin temel enerji düzeyindeki (K kabuğu) elektronunu çarparsa üst seviyeye geçen elektronun yerine yüksek enerjili elektron geçiş yaparak bu sırada iki enerji seviyesine karşı X — ışını fotonu yayınlanır. Bu ışına karekteristik X — ışını denir.

Hedef maddeye çarpan elektron ivmelenerek yavaşlama hareketi yaparsa, bu sırada yayımlanan X — ışını, sürekli spektrum (kesiksiz) enerjili olur.

X — ışınları 1895 yılında Alman fizikçi Wilhelm Conrad Röntgen tarafından keşfedilmiştir.

X — Işınlarının Özellikleri:

1. Dalga boyları 0,1 — 0,001 nm aralığındadır.
2. Fotoğraf filmlerine etkilerler.
3. Cisimlerden kolayca geçebilmektedir.
4. Elektrik ve manyetik alandan geçerken sapmazlar.
5. Gaz atomlarını iyonlaştırıcı özelliğe sahiptirler.
6. Kristal ve molekül yapıları X — ışınları sayesinde inceleme yapılabilir.
7. Vücuda zararlı etkilere neden olurlar.

Lazer Işınları:

Laser, ingilizcenin baş harflerinden meydana gelen (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) radyasyonunun uyarılmış emisyonu ile ışığın kuvvetlendirilmesi dernektir. İlk 1917 yılında Albert Einstein tarafından öne sürülmüş, 1960 yılında Theodore Maiman tarafından da deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Uyarılmış emisyon yöntemi, dışarıdan etki ile (fotonlarla) uyarılmış durumdaki atomların (elektronların) taban duruma geçişte dış fotonlarla birlikte aynı fazda fotonların yayılmasıdır.

Laser Işınlarının Özellikleri:

1. Aynı fazlı (aynı anda), aynı dalga boylu (enerjileri aynı) tek tip (tek renkli) fotonlardan oluşur.
2. Dağılmadan çok uzak noktalara kadar yayılabilirler.
3. Bir noktaya odaklanabildiklerinden (ince demet halinde yayıldıklarından) delme, kesme, ısıtma gibi amaçlar için kullanılabilmektedir.
4. Cerrahide, uzaklık ölçümlerinde, üç boyutlu görüntü elde etmede, atmosfer olayları (meteorolojide) yaygın olarak kullanılmaktadır.