Görüntüleme Teknolojileri
Tıpta kullanılan görüntüleme yöntemleri farklı fiziksel ilkelere dayanır:
- Röntgen: X ışınının dokularca farklı soğurulmasına dayanır; kemik ağır elementler içerdiği için daha çok soğurur.
- MR: güçlü manyetik alanda hizalanan çekirdeklerin radyo dalgalarıyla uyarılmasına dayanır; iyonlaştırıcı ışıma içermez.
- Ultrason: yüksek frekanslı ses dalgalarının yansımasını kullanır; gebelik takibinde bu yüzden yeğlenir.
- PET: pozitron yayan izotopun yok olma ışımasını algılayarak metabolik etkinliği haritalar.
Yarı İletkenler
Silisyum ve germanyum gibi elementler iletkenle yalıtkan arasında davranır. Saf yarı iletkene katkı yapılarak iletkenlik denetlenir:
- n tipi: beş değerlikli katkı fazladan serbest elektron bırakır.
- p tipi: üç değerlikli katkı bir bağı boş bırakır; oluşan boşluk pozitif taşıyıcı gibi davranır.
İki tip birleştirilince diyot elde edilir: akımı yalnız tek yönde geçirir. LED bir p-n eklemidir ve elektrik enerjisini doğrudan ışığa çevirir. Transistör ise hem yükselteç hem anahtar olarak çalışır.
Metalde sıcaklık arttıkça direnç artar; yarı iletkende ise ısı bağlardan elektron kopardığı için direnç azalır.
Süper İletkenler ve Nanoteknoloji
Bazı malzemeler kritik sıcaklığın altına soğutulduğunda elektriksel dirençleri sıfırlanır; akım kayıpsız akar. Aynı anda manyetik alanı dışlarlar (Meissner olayı); mıknatısın havada asılı kalması ve maglev trenleri bu ilkeye dayanır.
Nanoteknoloji 1-100 nanometre aralığındaki yapılarla ilgilenir. Bu ölçekte yüzey alanının hacme oranı çok büyüdüğü için malzemeler farklı özellikler gösterir. Karbon nanotüpler ağırlığına göre çok dayanıklı ve iyi iletkendir.
LASER ve Fotovoltaik
LASER ışığı tek dalga boylu, eş fazlı ve dar bir demet hâlinde ilerler. Bu özellikler onu göz cerrahisinde, barkod okuyucularda, kesme-kaynak işlerinde ve optik iletişimde kullanışlı kılar.
Fotovoltaik hücre, üzerine düşen ışıkla p-n ekleminde elektron-boşluk çifti oluşturur ve gerilim üretir: ışık enerjisi doğrudan elektrik enerjisine dönüşür. Güneş panelinin verimini ışınların geliş açısı ve şiddeti belirler.
Sık sorulanlar
Ultrason neden gebelikte tercih ediliyor?
Ses dalgası kullanır; iyonlaştırıcı ışıma içermediği için gelişen bebeğe zarar verme riski taşımaz.
Yarı iletkenin direnci neden ısıyla azalıyor?
Isı bağlardan elektron koparır ve serbest yük taşıyıcı sayısı artar. Metalde ise böyle bir kazanç yoktur; yalnız titreşim artar ve direnç yükselir.
Nano boyutta özellikler neden değişiyor?
Tanecik küçüldükçe yüzeydeki atomların payı hızla artar. Yüzeye bağlı etkiler baskın hâle gelir ve malzeme farklı davranır.