10 Sınıf Fizik Elektrik Ve Manyetizma Slayt

Sınıf Fizik Konuları ve Konu anlatımı, Ortaöğretim Fizik öğretim programına uygun hazırlanmıştır.

1. Ünite: Elektrik ve Manyetizma Konuları

Elektrik devreleri konuları

1. Akım (elektrik akımı) nedir?
2. Gerilim, voltaj ya da potansiyel fark nedir?
3. Direnç nedir?
4. Ohm Kanunu nedir?
5. Kirchoff Kanunları nedir?
6. Dirençlerin seri ve paralel bağlanması: eşdeğer direnç
7. Voltmetre ve ampermetre nedir? Devrelere nasıl bağlanır?
8. Üreteç: üreteçlerin seri bağlanması ve paralel bağlanması nasıldır?
9. Pil nedir? Galvani ve Volta&#;nın elektrik hakkındaki görüşleri
10. EMK (elektromotor kuvvet) nedir? İç direnç nedir?
11. Elektrik enerjisi, Joule kanunu ve elektriksel güç nedir?

Mıknatıs ve manyetizma konuları

1. Mıknatıs nedir? Mıknatıslanma çeşitleri
2. Manyetik alan nedir? Manyetik alan çizgileri
3. Akım ve manyetik alan ilişkisi: elektromıknatıs
4. Dünya&#;nın manyetik alanı

2. Ünite: Basınç  ve Kaldırma Kuvveti Konuları

1. Basınç, basınç kuvveti ve katı basıncı
2. Sıvı basıncı
3. Sıvı basıncı simülasyon deneyleri
4. Açık hava basıncı ve Toriçelli deneyi
5. Kapalı kaplarda gaz basıncı
6. Pascal Prensibi, Su cendereleri, U borusu
7. Basınç nasıl ölçülür? Barometre, manometre, altimetre
8. Basıncın hal değişimine etkisi nasıldır? Faz diyagramları
9. Akış hızı ve akışkan basıncı: Bernoulli ilkesi
10. Kaldırma kuvveti ve Arşimet prensibi

3. Ünite: Dalgalar Konuları

1. Dalgalar ve dalga hareketinin temel değişkenleri
2. Yay dalgaları: atma ve periyodik dalga, yansıma ve iletilme
3. Su dalgaları ve su dalgalarında yansıma
4. Stroboskop, su dalgalarının hızı ve kırılma
5. Su dalgalarının hızı ile ortam derinliği ilişkisi deneyi
6. Ses dalgaları ve özellikleri
7. Deprem dalgaları ve özellikleri

4. Ünite: Optik

1. Işık nedir? Işığın ışın, parçacık ve dalga modelleri
2. Işık şiddeti, ışık akısı ve aydınlanma şiddeti
3. Saydam, yarı saydam ve saydam olmayan maddeler
4. Gölge nedir: tam gölge ve yarı gölge oluşumu
5. Işıkta yansıma: düzgün ve dağınık yansıma
6. Düzlem aynada görüntünün özellikleri, çizimi ve görüş alanı
7. Küresel aynaların özellikleri: asal eksen, merkez, odak ve tepe noktası
8. Çukur aynada özel ışınlar ve görüntü
9. Tümsek aynada özel ışınlar ve görüntü
10. Kırılma ve kırıcılık indisi
11. Snell yasası ve kırılma kanunları
12. Sınır açısı ve tam yansıma

ŞERİF SAYGIN İçindekiler  MANYETİZMA 1. Manyetizmanın Tarihi 2. Manyetizmanın Tanımı 3. Mıknatıslanmanın Tanımı 4. Doyma Mıknatıslanması 5. Manyetik Bölgeler  MANYETİZMA ÇEŞİTLERİ 1. Paramanyetizma 2. Diyamanyetizma 3. Ferromanyetizma 4. Antiferromanyetizma 5. Ferrimanyetizma  MANYETİK ALINGANLIK 1. Manyetik Alınganlığın Tanımı 2. Manyetik Alınganlık Ölçüm Yöntemi 3. Manyetik Alınganlık Ölçüm Sistemi Manyetizma Manyetizmanın Tarihi Manyetiza M.Ö 5. yy ‘da Batı Anadolu’nun Manisa (Magnesia) bölgesinde eski Yunanlıların metal parçalarını çeken bazı gizemli kayalar olduğu bir çobanın sandaletindeki çivilerinin bu kaya parçaları tarafından çekilmesiyle keşfedildi. Demir oksit Fe3O4 Manisa civarında oldukça bol olan bu kayalara mıknatıs denildi. İngilizcesi “magnet” olan mıknatıs, İngilizce dilinde manyetizma yani “magnetism” den ileri gelmektedir. Demir oksitten oluşan kayalar da manyetit (magnetite) olarak adlandırılır. Manyetizma Manyetizmanın Tarihi Manyetizmanın en önemli uygulama alanı manyetik pusulaydı. Çinlilerin en önemli icatlarından biri olan manyetik pusula, büyüden bilimsel keşfe giden sürecin ilgi çekici örneklerinden biridir. MÖ 3. yüzyılda devlet işleri ile ilgili kehanetlerde bulunan Çinli kâhinler, biri üstte diğeri altta bulunan iki diskten oluşan kehanet tahtaları kullanıyorlardı. Mıknatıs taşının itme ve çekme özelliklerini bilen Çinliler, zamanla kehanet tahtasının üst kısmını mıknatıs taşından yapılmış kaşık benzeri bir cisimden yaptılar; böylece dönme hareketi daha kolay sağlanıyordu. Tüm parçaların mıknatıs taşından yapılmasıyla şaşırtıcı bir sonuç ortaya çıktı; kaşık sürekli aynı yönü gösteriyordu. Zamanla kaşık yerine düz bir parça konuldu ve bir mile bağlanarak veya suda yüzdürülerek dönme hareketi kolaylaştırıldı. Böylece manyetik pusula ortaya çıkmış oluyordu. Manyetizma Manyetizmanın Tarihi Manyetizma olgusu üzerine ilk önemli yaptın yazarı İngiliz bilim adamı William Gilbert ()’ dir. Cambridge’ de tıp okuyan ve İngiltere Kraliçesi I. Elizabeth’ in hekimliğini de yapan, Rönesans’ ın önemli figürlerinden William Gilbert , manyetizma ve mıknatıslar hakkındaki ilk kapsamlı çalışmayı yaparak elektrik ve elektromanyetizma bilimlerinin temellerini atmıştır. Manyetizma Manyetizmanın Tarihi  yılında yayınlanan “De Magnet” adlı yapıtında Gilbert dünyanın da bir mıknatıs olduğunu ve pusulanın ibresinin dünyanın manyetik kutbunu gösterdiğini söyledi. Gilbert pusulalarla yaptığı deneyler sonucunda , Dünya ’ nın elektrik-manyetik alan haritasını çıkaran ilk kişi oldu. Manyetizma Manyetizmanın Tanımı Manyetizma sözcüğü, mıknatısları ve manyetik alanları tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Manyetizma, mıknatıslanmış maddelere ilişkin özelliklerin tümünü ve mıknatısların özelliklerini, inceleyen bir fizik dalıdır. Mıknatıslanmanın Tanımı Mıknatıslanma veya mıknatıslanma vektörü bir maddenin manyetik durumunu belirten niceliktir. Bu vektörün büyüklüğü, maddenin birim hacminin net manyetik momentine eşittir. Mıknatıslanmanın ve madde içindeki manyetizmanın kaynağı elektronların yörüngedeki hareketleridir. Manyetizma Manyetizma Doyma Mıknatıslanması Doyma mıknatıslanması bir manyetik malzemeden elde edilebilecek en büyük mıknatıslanma değeridir. En büyük mıknatıslanma değeri malzeme içerisindeki manyetik bölgelerin hepsinin paralel olması ve aynı yöne yönlenmesiyle elde edilir. Mıknatıslanma daha fazla artamaz, çünkü atomik manyetik momentler birbirine paralel yönlenmiştir. Doyma mıknatıslanması sıcaklıktan etkilenen bir özelliktir, sıcaklık arttığı zaman doyma mıknatıslanması değeri düşerken, sıcaklık azaldığı zaman artar. Bunun nedeni ısısal titreşimlerden dolayı atomların manyetik momentlerinin yönelimlerinin değişmesi ve toplam mıknatıslanmanın azalmasıdır. Doyma mıknatıslanmasının sıcaklıkla değişimi Manyetizma Manyetik Bölgeler Manyetik bölgeler çok sayıda ( - ) atomik manyetik momentlerin bir araya gelerek oluşturdukları bölgelerdir. Bu bölgeler içindeki momentlerin hepsi birbirine paralel olarak aynı yönde yönelmiş durumdadırlar. Yani her bir manyetik bölge kendi doyma mıknatıslanma değerindedir. Bir malzemedeki manyetik bölgeler Manyetizma Çeşitleri  Manyetizma; maddenin manyetik özelliklerine bağlı olarak başlıca 5 sınıfa ayrılabilir. 1. Paramanyetizma 2. Diyamanyetizma 3. Ferromanyetizma 4. Antiferromanyetizma 5. Ferrimanyetizma Manyetizma Çeşitleri Paramanyetizma Paramanyetik malzemelerde her bir atom net manyetik momente sahiptir, fakat bu manyetik momentler örgü içerisinde rasgele yönlenmişlerdir. Bu rasgele yönelimden dolayı malzeme üzerinde herhangi bir dış manyetik alanın etkisi yokken bu malzemenin mıknatıslanması sıfırdır. Para manyetik bir maddenin manyetik alan uygulanmıyorken örgü içerisindeki atomların manyetik momentlerinin yönelimleri Manyetizma Çeşitleri Paramanyetizma Fakat dışarıdan bir manyetik alan uygulandığında bu rasgele yönlenmiş manyetik momentler uygulanan alan doğrultusunda yönlenirler ve hepsi birlikte toplam bir manyetik alan oluştururlar. Paramanyetik bir maddenin üzerine dışarıdan bir manyetik alan uygulandığında atomların manyetik momentlerinin yönelimleri Manyetizma Çeşitleri Paramanyetizma Aşağıdaki Şekilde para manyetik bir malzemenin üzerine dışarıdan bir manyetik alan uygulandığında gösterdiği tepki verilmiştir. Grafikten görüldüğü gibi dış manyetik alan (H) uygulanmaya başladığında malzeme içerisinde düzensiz olan atomik manyetik momentler düzenlenmeye başlamış ve dış manyetik alanla aynı yönde bir mıknatıslanma değeri oluşturmaya başlamışlardır. Ayrıca manyetik alanın arttıkça, malzemenin toplam mıknatıslanmasının da arttığı görülmektedir. Bu, dış alanın daha fazla atomik manyetik momenti düzenlemesinden kaynaklanır. Paramanyetik bir Malzemenin M-H grafiği Manyetizma Çeşitleri Diyamanyetizma Diamanyetik malzemeler negatif mıknatıslanmaya sahip manyetik malzemeler olarak düşünülebilir. Diamanyetik malzemelerde atomlar net bir manyetik momente sahip değillerdir. Şekil de görüldüğü gibi eğer her bir mavi daireyi bir atom olarak düşünürsek, bu atomların hiçbirinin net manyetik momentleri yoktur, sadece harici bir manyetik alanla karşılaştıklarında tepki veririler. Diamanyetik Malzemenin Atomları Manyetizma Çeşitleri Diyamanyetizma Fakat malzemeye dışarıdan bir manyetik alan uygulandığında yörüngedeki elektronlar bu manyetik alanla etkileşir ve hızları değişir. Bu elektronlar bir teldeki akım gibi düşünülebilir, bir çembersel telde akım değiştirildiğinde bu akımı eski haline dönüştürmeye çalışan bir elektromotor kuvveti meydana gelir. Bu etki yörüngelerde dolaşan elektronlarda da meydana gelir ve dışarıdan uygulanan manyetik alana karşı başka bir manyetik alan oluşur. Bu durumda malzeme dışarıdan uygulanan manyetik alanı yavaşça itmiş olur. İşte bu tip manyetik malzemelere “Diamanyetik” malzemeler denir. Manyetizma Çeşitleri Diyamanyetizma Aşağıdaki şekilde ise Diamanyetik bir malzemenin dışarıda uygulanan bir manyetik alana (H) nasıl bir tepki verdiği görülmektedir. Bu tepki görüldüğü gibi, malzemenin ters taraftan bir manyetik alan (M) meydana getirmesidir. Ayrıca bu grafikten dış manyetik alanın arttıkça, malzemenin meydana getirdiği alanında arttığı görülmektedir. Diamanyetik bir malzemenin M-H grafiği Manyetizma Çeşitleri Ferromanyetizma Ferromanyetik bir malzemede her bir atom net bir manyetik momente sahiptirler ve bu atomların manyetik momentleri birbirleriyle etkileşir. Bu durumda bütün manyetik momentler birbirlerine paralel ve aynı yönlü bir yapı alırlar. Ferromanyetik bir malzemenin manyetik momentlerinin yönelimleri Bu etkileşme ilk kez Weiss Tarafından moleküler alan teorisi olarak bulunmuştur. Manyetizma Çeşitleri Ferromanyetizma Bu teoriye göre manyetik alan altında ferromıknatıslar bir doyum mıknatıslanmasına ulaşır, çünkü bütün manyetik momentler aynı yönlü ve paralel olduğundan mıknatıslanmada artık daha fazla bir artış olmaz. Kuantum mekaniksel olarak, ferromanyetizmanın Heisenberg modelinde manyetik momentlerin paralel düzenlenmesi komşu manyetik momentler arasındaki değiş tokuş etkileşmeleriyle açıklanır. Dış manyetik alan altında ferromanyetik bir malzemenin manyetik momentlerinin yönelimleri Manyetizma Çeşitleri Ferromanyetizma Aşağıdaki Şekilde ferromanyetik bir malzemenin üzerine dışarıdan bir manyetik alan uygulandığında gösterdiği tepki verilmiştir. Grafikten görüldüğü gibi dış manyetik alan (H) uygulanmaya başladığında malzeme içerisindeki atomlar daha fazla düzenlenirler ve malzemenin toplam mıknatıslanmasını arttırırlar. Dış alan daha arttığında ise malzemede artık düzenlenecek atom kalmadığından, toplam mıknatıslanma bir doyuma ulaşır. Ferromanyetik bir malzemenin M-H grafiği Manyetizma Çeşitleri Antiferromanyetizma Antiferromanyetik malzemelerde atomlar net manyetik sahiptirler ve bu manyetik Momentler birbirlerine paraleldir. Fakat birbirlerini yok edecek şekilde yönelimleri birbirlerine terstir. Bu yönelimlerin ters olmasının nedeni değiş tokuş etkileşimleridir. Bu durumda malzemede net bir manyetik moment olmadığından malzeme paramanyetik gibi davranmış olur, çünkü atomların manyetik momentleri birbirlerinin etkilerini yok ederler. Antiferromanyetik bir malzemenin manyetik momentlerinin yönelimleri Manyetizma Çeşitleri Antiferromanyetizma Aşağıdaki şekilde Antiferromanyetik malzemeye dışarıdan bir manyetik alan uygulandığında atomik manyetik momentlerinin nasıl düzenlendikleri verilmiştir. Dış manyetik alan altında antiferromanyetik bir malzemenin manyetik momentlerinin yönelimleri Manyetizma Çeşitleri Antiferromanyetizma Aşağıdaki şekilde ise antiferromanyetik bir malzemenin üzerine dışarıdan bir manyetik alan uygulandığında gösterdiği tepki verilmiştir. Grafikten görüldüğü gibi dış manyetik alan (H) uygulanmaya başladığında malzeme içerisinde dış manyetik alana ters yönelimli olan atomik manyetik momentler düzenlenmeye başlamış ve dış manyetik alanla aynı yönde bir mıknatıslanma değeri oluşturmaya başlamışlardır. Ayrıca yine şekilden dış manyetik alanın arttıkça, malzemenin toplam mıknatıslanmasının da arttığı görülmektedir. Antiferromanyetik bir malzemenin M-H grafiği Manyetizma Çeşitleri Ferrimanyetizma Bu tip malzemelerde değiş tokuş etkileşmeleri manyetik momentleri paralel hale getirir. Fakat kristal içerisindeki bazı bölgelerin manyetik yönelimi kristalin genel yönelimine ters olur, bu bölgelerde toplam mıknatıslanmanın azalmasına neden olur. Bu malzemeler Ferromanyetik malzemelere benzemekle birlikte doyma mıknatıslanmaları Ferromanyetik malzemelerden daha düşüktür. Şekilde görüldüğü gibi örgü içerisindeki manyetik momentler birbirine paraleldir. Fakat yönelimleri farklı olan atomların, manyetik kuvvetleri de birbirlerinden farklıdır. Ferrimanyetik bir malzemenin manyetik momentlerinin yönelimleri Manyetizma Çeşitleri Ferrimanyetizma Aşağıdaki şekilde bu malzemeye dışarıdan bir manyetik alan uygulandığında, atomların manyetik momentlerini nasıl dizildikleri verilmiştir. Dış manyetik alan altında Ferrimanyetik bir malzemenin manyetik momentlerinin yönelimleri Manyetizma Çeşitleri Ferrimanyetizma Ferrimanyetik bir malzemenin üzerine dışarıdan bir manyetik alan uygulandığında gösterdiği tepki verilmiştir. Bu tepki Ferromanyetik bir malzemenin verdiği tepkiye oldukça benzemektedir. Grafikten görüldüğü gibi dış manyetik alan (H) uygulanmaya başladığında malzeme içerisindeki atomlar düzenlenmiş, yani aynı yöne yönelmiştir. Sonuçta da malzemenin toplam mıknatıslanmasını arttırmışlardır. Dış alan daha da arttığında ise, malzemede artık düzenlenecek atom kalmadığından, toplam mıknatıslanma doyum değerine ulaşmıştır. Ferrimanyetik bir malzemenin M-H Manyetik Alınganlık Manyetik Alınganlığın Tanımı Elektromanyetizmada manyetik alınganlık , (Latince: susceptibilis, İngilizce: susceptibility ‘alınganlık ,duygunluk’) uygulanan manyetik alana cevap olarak materyalde oluşan manyetizasyon derecesini belirten birimsiz oran sabitidir. Manyetik alınganlık Ölçüm Yöntemi Manyetik alınganlık ölçümü, deneysel bir teknik olarak materyallerin manyetik özelliklerini incelemek için oldukça kullanışlıdır. Süperiletken örneklerin manyetik alınganlıklarının sıcaklık ile değişimleri ac karşılıklı indüktans yöntemi ile ölçülür. Manyetik alınganlığın gerçek ve sanal kısımlarını sıcaklığın, uygulanan ac alanının genliğinin ve frekansının fonksiyonu olarak ölçebilecek şekilde tasarlanmıştır. Manyetik Alınganlık Manyetik alınganlık Ölçüm Yöntemi Yöntem iki bobinin karşılıklı indüktansının (ve böylelikle indüklenen voltajın) manyetik örnek içerlerine yerleştirildiğinde değiştiği gerçeğine dayandırılır. Karşılıklı indüktans yöntemine göre ölçüm yapabilmek için bir birincil bobin ile bu bobin içine yerleştirilmiş iki adet ikincil bobin kullanılır. Alınganlık ölçer, genel olarak, birincil bobin ve birbirine ters bağlı,örnek olmadığında, indüklenen voltajın sıfır olması gereken, ikincil bobinden oluşur . Birincil ve ikincil bobin sistemi (Nikolo, ) Manyetik Alınganlık Manyetik alınganlık Ölçüm Yöntemi Birincil bobin alternatif akım ile beslenirse, ikincil bobinlerde bir gerilim indüklenir. İkincil bobinler birbirleri ile eşit ve ters yönde sarıldığından ikincil bobinlerden biri içinde örnek yokken ikincil bobinlerin uçları arasındaki gerilim sıfırdır. İkincil bobinlerden biri içine örnek yerleştirildiğinde, denge bozularak çıkışta örneğin alınganlığına orantılı bir gerilim ikincil bobinlerin uçları arasından ölçülebilir. Bobin sisteminin şematik gösterimi Manyetik Alınganlık Manyetik Alınganlık Ölçüm Sistemi Sistem karşılıklı indüktans ölçüm yöntemi ile manyetik alınganlığın faz içi ve faz dışı bileşenini sıcaklığın, uygulanan alternatif akımın genliğinin ve frekansının fonksiyonu olarak ölçebilecek şekilde tasarlanmıştır. AC alınganlık ölçüm Manyetik Alınganlık Manyetik Alınganlık Ölçüm Sistemi Manyetik alınganlık ölçüm sisteminin çalışma prensibi örneğin, küçük bir manyetik alan ile etkileşmesi esasına dayanır. Malzemeden kaynaklanan akı değişimi, örneği saran bobin tarafından ölçülür ve bunun sonucunda bobinde indüklenen voltaj kaydedilir. Bu voltaj, örneğin manyetik alınganlığı ile doğrudan ilişkilidir. AC manyetik alınganlık ölçüm sistemi; Kapalı devre soğutma sistemi ( Compressor) Kriyostat, örnek tutucu (Şekil ) Bobin sistemi, vakum sistemi Lock-in Yükseltici (Model SR DSP) Sıcaklık kontrol sistemi Bilgisayar kontrol sisteminden oluşmuştur. Manyetik Alınganlık  Kapalı devre sıvı helyum kullanan bir soğutma sistemi ile K arasında sıcaklık kontrolü sağlanabilmektedir  Sistemin sıcaklık kontrolü ise Lake Shore Temperature Controller ünitesi ile sağlanmaktadır.  Ölçüm alınan malzemenin istenilen sıcaklıklarda kararlı olarak kalabilmesi için ısı kaybının önlenmesi gerekir. Bunun için yüksek düzeyde vakum yapılması gerekir. Sistemdeki vakum Pfeiffer Vacuum Hi Cube cihazı yardımıyla yapılmaktadır. Manyetik alınganlık ölçüm sistemindeki Manyetik Alınganlık Manyetik alınganlık ölçüm sistemi, şematik olarak aşağıdaki şekilde gösterilmektedir. Kaynaklar 1. Youssif, M. I., Bahgat, A. A., ve Ali, I. A. (). AC magnetic susceptibility technique for the characterization of high temperature superconductors. Egyptian Journal of Solids, 23,2. 2. Poole, C. P., Farach, H. A., ve Creswick, R. J. (). Superconductivity. USA: Acedemic Press. 3. Nikolo, M. (). Superconductivity: A guide to alternating current susceptibility measurements and alternating current susceptometer design. Missouri: St. Louis University. 4. Piramanayagam, S.N., Soo, E.W., Wang, J.P., “Multilayered FeCo/FeCo-O Soft Magnetic Films for Recording Applications”, Magnetics Conference, INTERMAG Europe Digest of Technical Papers. () IEEE International, AQ12, Ağustos 5. Katada, H., Shimatsu, T., Watanabe, I., Muraoka, H., Nakamura, Y., (). Soft Magnetic Properties and Microstructure of NiFe(Cr)/FeCo/NiFe(Cr) Films with Large Saturation Magnetization. Magnetics, IEEE Transactions on 38, 6. Çoşkun, İ.,“ Dc manyetik alan sıçratma tekniği ile üretilen Co90Fe10 Nano filmlerinin yapısal ve manyetik özelliklerinin incelenmesi’’ , Yüksek Lisans Tezi, Kilis Yedi Aralık Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (). 7. Çöktüren, E., “Ferromanyetik Filmlerde Oluşan Yüzey Manyetik Anizotropisinin Numerik Çözümlenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Trakya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kaynaklar 8. Nane,O., “ Sm1-xTbxNi4B Bileşiklerinin fiziksel özelliklerinin araştırılması’’, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi , Fen Bilimleri Enstitüsü, (). 9. funduszeue.info baskanliklari/jeof/images/gravite/funduszeue.info funduszeue.info funduszeue.info funduszeue.info funduszeue.info funduszeue.info /funduszeue.info funduszeue.info%C4%B1nganl%C4%B1k