29 Aralık 2017 Cuma

Elektro Manyetik Işınım


Elektro Manyetik Işınım
Elektromanyetik (EM) ışınım  etrafımızı sarmış olan bir enerji biçimidir.Radyo dalgaları , mikrodalgalar, X ışınları,Gama ışınları hep EM ışınlarıdır.  Güneş ışığı da EM enerjisinin bir çeşididir ancak görünen ışık   çok geniş bir dalgaboyu ralığı olan   EM spektrumunun çok küçük bir bandıdır.

Elektromanyetik teori;
Elektrik ve manyetizma  ilk farkedildikleri yıllarda tamamen ayrı olaylarmış gibi düşünülürdü.Ancak 1873 yılında İskoç fizikçi   James Clerk Maxwell  elektrik ve manyetizmanın iç içe geçtiği özgün bir Elektromanyetizm  teorisini geliştirir.Bu çalışma   elektrik yüklü partiküllerin   manyetik alanlarla nasıl etkileşime girdiklerini  gösterir.
Başlıca 4 etkileşimi  belirlemiştir;
1-Elektriksel yükler arasındaki  çekme ve itme kuvvetleri aradaki uzaklığın karesiyle ters orantılıdır.
2-Manyetik kutuplar çift çift ortaya çıkarlar  aynı elektriksel kuvvetlerde olduğu gibi birbirlerini iter yada çekerler.
3-Hareketli bir elektrik alan  manyetik alan doğurur yada tam tersi hareketli bir manyetik alan ise bir elektrik alanı oluşturur.
Tabi ki Maxwell bu olayları bir dizi   formüllerle matematize etmiştir.

Dalgalar ve  Alanlar
  Bir atom parçası mesela bir elektron bir elektrik alan vasıtasıyla harekete geçirildiğinde  EM radyasyonu oluşur.Bu parçacık hareketi ; düzenli salınımlı ,birbirlerine dik hareket eden ,foton diye adlandırılan enerji parçacığı içinde , elektrik ve manyetik alan çifti üretir.




Fotonlar harmonik salınımlı dalgalarla evrendeki olabilecek en yüksek hızda  yani boşlukta  299 792 458 m/sn hızında ki bu hız aynı zamanda ışık hızı olarak da adlandırılır hareket ederler.Dalgalar frekans ,dalga-boyu ve enerjisi gibi  ayırdedici özellikleri vardır.
Dalga boyu  ;dalganın iki tepe noktası arasındaki uzaklığıdır.Frekans belirli bir zaman içindeki oluşan dalga sayısıdır.Genellikle 1 saniyedeki dalga sayısı olarak  veya aynı anlama gelen  hertz (HZ) birimiyle ölçülür.Dalga boyu  kısaldığında (hız sabit olduğundan )  frekans artar .Gene aynı şekilde dalga-boyu uzadığında frekans düşer.



20 Aralık 2017 Çarşamba

Hidrojenin Işınım Spektrumu


Şimdi bunun Güneş enerjisiyle ne alakası var diyeceksiniz   . Doğrus var hem de çok var.Eğer bloğu sonuna kadar okursanız ve tabi ki ben de sonuna kadar yazarsam ))  çok daha iyi anlarsınız.

İçinde hidrojen bulunan bir cam tüpten  elektrik akımı geçtiğinde, tüp mavi bir ışık verir  bu ışık prizmadan geçirildiğinde ise her zaman belli dalga boylarının karışımı olduğu görülür.Bu basit deney  atomun yapısı hakkında büyük ipuçları verdiği gibi modern atom teorisinin en büyük dayanaklarından biri olur.







Herneyse bu mavi ışık prizmadan geçirildiğinde  (şekildeki gibi)  dört ince bantdan   dalga boylarındaki ışıklardan olduğu görülür.Bunlar:
DalgaboyuRenk
656.2    
Kırmızı
486.1Mavi-yeşil
434.0Mavi-mor
410.1Mor

Bu görünenlerin haricinde daha uzun dalgaboylu ınfrared ve dahadişik dalga boylarındaki  görünmez alanlarda da   sabit emisyon noktaları tespit edilmişlerdir.
Bunların dalga boyları  her zaman aynıdır ve
ve formülüyle hessaplanabilmektedirler.Bu formülde  Rh=1 .09678 x 10-2 nm-1 ve n1 , n2 sabit tamsayı değerlerdir.





Bazı maddelerin spektrumları


19 Aralık 2017 Salı

Kara cisim radyasyonu




Mutlak sıfır (0 K, -273.15 oC) sıcaklığının üstündeki  bütün nesneler elektromanyetik radyasyon şeklinde enerji salgılarlar.
Teorik bir model olan kara cisim  üzer,ne düşen bütün radyasyonu soğuran ve  hiç yansıtmayan ,iletmeyen  maddedir.Bu mükemmel  emici ve aynı zamanda bütün dalga boylarını mükemmel yayıcı madde gerçekte yoktur.
Kara cisim tarafından yayılan ışınımla bağlantılı ısı enerjisinin spektral dağılımı  sadece onun sıcaklığına  bağımlıdır.


Kara cisim radyasyonu  bir kaç kanunla tanımlanabilir.

1- Plank kara cisim kanunu:
Formül  belli bir sıcaklıktaki   emisyonun  dalga boylarına göre dağılımını verir.
2-Wıen yerdeğiştirme kanunu:
Emisyonun tepe noktasındaki dalga boyunu verir.Göterir ki: Emisyon sıcaklıkla doğru orantılı bir şekilde artar ve sıcaklık yükseldiğinde tepe noktasının dalga boyunun azaldığını gösterir.Aslında bunlar deneylerden çıkan sonuçlara uydurulmuş formüllerdir.

3-Stefan–Boltzmann kanunu:Yayılan toplam enerji ile sıcaklık ilişkisini gösterir.

Buraya kadar bildiğimiz şunlardır:

  • Her sıcaklıkta  tepe noktasında farklı bir dalga boyu vardır.
  • Kara cismin sıcaklığı yükseldiğinde tepe noktasının dalga boyu düşer. (Wien’s Law).
  • Bütün dalga boylarında emisyon artar
  • Sıcaklık yükseldiğinde  radyasyon sıcaklığın 4. kuvvetiyle orantılı olarak artar.(Stefan–Boltzmann Law).
  • Kara cismın radyasyonu herhangi bir dalga boyu için hiç bir zaman sıfır olmaz















/


14 Aralık 2017 Perşembe

Güneş enerjisi gerçekleri madde madde 2









Güneş enerjisi gerçekleri madde madde


2.Bölüm

16-Solar elektrik üretimi ;Güneş enerjisinin en gelecek vadeden kullanım biçimidir.Elektrik üretimi ya direk olarak fotovoltaik paneller kullanılarak  yada endirekt olarak Güneş ışınlarının konsantre edilip toplanmasından sonra bir türbin vs çalıştırılmasıyla elde edilir.
17-Solar kimyasal işlemler:Solar enerji  ile enerji gerektiren birçok kimyasal olay bedavadan gerçekleştirilebilir.Hatta bazı iki yönlü kimyasal işlemlerde kullanılarak depolanmış olurlar buşekilde güneş enerjisi depolanabilir ve taşınabilir hale gelir.Endüstriyel fotosentez ve hidrojen üretimi alanlarında büyük araştırmalar yapılmaktadır.

18-Isısal depolama sistemleri geliştirilmektedir:Özgül ısı değeri yüksek olan toprak,taş ,su ve tuz güneş enerjisini ısı şeklinde depolamada iyi sonuçlar vermektedirler.
19-Güneş enerjisi  sera etkisi yaratmadığından çevre kirliliği yapmadığından rüzgar enerjisiyle birlikte geleceğin en önemli alternatif enerjisidir.
20-Şu anda genel olarak evlerde Güneş enerjisinden su ısıtmada ve pişirme işlemlerinde yararlanılmaktadır.
21-Bazı  uzay görevlerinde Güneş enerjisi , Uzay aracını  güçlemede kullanılmıştır.
22-Güneş enerjisi tehlikesizdir.(Çernobil'i hatırlatırım )
23-Yeni araştırmalarla daha verimli  sistemler  geliştirileceğinden solar enerjinin daha da ucuzlayacağı beklenmelidir.
24-Güneş enerjisi kaynağının çok güçlü olmasından dolayı geleceğin ana enerjisi olması beklenmelidir.
25-Dünya her metrekaresine ortalama olarak 1.4 kw   direk solar radyasyonu almaktadır.
26-


                                Şekil:Toplam güneş enerjisi nin çevrimi 



4 Aralık 2017 Pazartesi

Güneş enerjisi gerçekleri madde madde 1

Güneş enerjisi  nedir neler yapılır  madde madde
I.Bölüm

1-Güneş enerjisi boldur ve bedavadır .Güneş dünyadan 150 milyon kilometre uzaktadır ve güneş ışıkları dünyaya 10 dakikada gelirler.
2-Radyant ısı ve ışık içeren güneş enerjisi ;  foto voltaik teknoloji ,güneş ısıtması,suni foto sentez,solar mimari ve  solar termal elektrik gibi modern teknolojilerle toplaılıp kullanılabilinir..
3-Solar teknoloji   aktif ve pasif olarak ikiye  ayrılır.Solar Fotovoltaik paneller,termal kollektörler  aktif solar teknolojilere girerken;yapıyı güneş enerjisine göre dizayn etmek  panelleri Güneş'in konumuna göre sabitlemek pasif  teknolojilere örnektirler.
4-Dünya 'ya 174 Petawatt   Güneş enerjisi ulaşır  bunun  %30  uzaya reflekte edilir  kalan kısım ise karalar ve denizler tarafından abzorbe edilir..
(1 Petawatt= 1,000,000,000,000,000. Watt=10¹⁵ Watt)
5-Doğadaki su çevrimi Güneş enerjisi etkisiyle gerçekleşir.Dünya ,okyanuslar ve atmosfer güneş ışınımlarını absorbe ederler ve bunun neticesinde ısınırlar.Okyanuslardan yükselen nemli ve sıcak hava atmosferde global konveksiyona  neden olur. Bu hareketlenmeler esnasında yüksek irtifalarda yoğuşan  buhar  bulutları   yağmura neden olarak suyu tekrar dünya yüzeyine geri  getirir.. Böylece su çevrimi tamamlanmış olur.
6-Dünyadaki doğal yaşamın enerji kaynağı olan Güneş enerjisi ;  bitkilerde fotosentez yoluyla yeşil bitkiler tarafından kimyasal enerjiye dönüştürülür. Aslında petrol ve doğalgaz  vs bu yeşil bitkilerin birikmesi ve fosilleşmesi neticesinde olduklarından  güneş enerjisi ürünleridirler.
7-Bahçecilik ve tarım alanları Güneş enerjisini kullanmayı maksimize etme arayışı içindedirler.Seralar da aynı şekilde  bütün yıl ürün almak için  ,ışığı   ısıya dönüştürme  projelerinden sıkça yararlanmaktadırlar.
8-Güneş enerjili  sıcak su sistemleri  evlerde sıkça kullanılmaktadır. Bu sistemler  sıcak suyu 70 derecelere çıkararak evlerdeki sıcak su ihtiyaçlarını ekonomik olarak çözmektedirler.
9-Solar bacalı sistemler de düşünülmüşlerdir

Güneş enerjili klima

Yada bacadan elektrik üret

Güneş enerjili baca sistemleri en azından pasif ventilasyon sistemi olarak kullanılabilir. Bacada ısınan hava yükselir ve odadan havayı çekerek bir vantilatör gibi çalışır.

Buradaki gibi bir resim bin sözden daha açıklayıcı olabilir

10-Güneş enerjisi  su damıtma veya  arıtma vs için de kullanılmaktadır. Zaten deniz suyundan tuz elde etmek ,Güneş enerjisinin en eski uygulamalarındandır.

11-Güneş enerjisiyle kurutma  yapılabilir.Ne mi  ????  Ne olursa )
Solar kurutma sistemi

12-Yiyecekler pişirilebilir pastörize edilebilinir.
temiz su elde etmek çok kolay

                                        fideler pastörize edilirken











Güneş enerjisi ile soğutma

How Does Solar Cooling Work? Concentrating solar collectors use mirrors to focus the sun’s energy on a tube containing fluid. The mi...