Uzay Araştırmaları ve Güneş Sistemi

Uzayı keşfetmek için kullandığımız araçlar gerçekten harika! Yapay uydular belli bir amaç için gezegen yörüngelerine yerleştirilen araçlardır. Türkiye'nin 2024 itibariyle 9 aktif uydusu bulunuyor - Türksat, Göktürk ve İmece serilerini duymuş olabilirsiniz.

Uzay teknolojisi sayesinde günlük hayatta kullandığımız birçok şey geliştirildi. MR cihazları, navigasyon, tükenmez kalem, teflon tava - hepsi uzay araştırmaları sayesinde hayatımızda! İlginç değil mi?

Uzaya ilk çıkan insan Rus kozmonot Yuri Gagarin (1961), Ay'a ilk ayak basan ise Neil Armstrong'tur. 2024'te ise Alper Gezeravci ile Türkiye'nin ilk astronotu uzaya çıktı ve 13 bilimsel deney gerçekleştirdi.

Dikkat: Uzay kirliliği günümüzde ciddi bir sorun! Eski uydu parçaları, roket kalıntıları hatta astronot eldivenlerinin bile uzayda dolaştığını biliyor muydunuz?

Teleskoplar 1608'de icat edildi ve o zamandan beri gök cisimlerini incelememizi sağlıyor. Hubble (1990) ve James Webb (2021) uzay teleskopları sayesinde evren hakkında çok şey öğreniyoruz. Gözlem yaparken hava bulutsuz olmalı ve ışık kirliliği olmamalı.

Astronomi gök cisimlerini inceleyen bilim dalıdır. Ali Kuşçu, Galileo, Kepler gibi bilim insanları bu alanda önemli katkılar sağlamıştır.

Yıldızlar, Galaksiler ve Evren

Yıldızlar kendiliğinden ısı ve ışık yayan büyük küresel cisimlerdir. Canlı gibi doğar, yaşar ve ölürler! Sıcaklıklarına göre farklı renklerde parlarlar: en sıcaklar mavi-beyaz, orta sıcaklıktakiler sarı, soğuk olanlar ise kırmızı ışık yayar.

Yıldızların yaşam süreci kütlelerine bağlıdır. Küçük kütleli yıldızlar beyaz cüce olurken, büyük kütleliler süpernova patlaması geçirerek nötron yıldızı veya kara delik olabilir. Kara delikler o kadar güçlüdür ki ışığı bile içine çeker!

Takımyıldızları birlikte görünen yıldız kümelerine verilen isimlerdir. Büyükayı, Küçükayı, Orion gibi. Kutup Yıldızı kuzeyi gösterdiği için eskiden yön bulmada kullanılırmış.

İpucu: Kuyruklu yıldızlar aslında yıldız değil! "Kirli kartopu" diye adlandırılan, buz-taş-toz karışımı cisimlerdir.

Galaksiler yıldızlar, gezegenler ve kara deliklerden oluşan dev sistemlerdir. Sarmal, eliptik ve düzensiz olmak üzere üç türleri var. Güneş sistemi Samanyolu Galaksisi'nde yer alır.

Yıldızlar arası mesafeler o kadar büyük ki kilometre yerine ışık yılı kullanırız. Bir ışık yılı, ışığın bir yılda aldığı mesafedir.

Evren tüm galaksileri, yıldızları, gezegenleri kapsayan sonsuz boşluktur. Büyükten küçüğe: Evren > Uzay > Galaksi > Yıldız > Gezegen. En çok kabul gören görüş Büyük Patlama Teorisi'dir - evren 15 milyar yıl önce bir patlama sonucu oluşmuş ve hâlâ genişlemeye devam ediyor.

Hücre Yapısı ve Organeller

Hücre canlıları oluşturan en küçük yapı birimidir ve mikroskopla görülebilir. İnsanlar çok hücreli, bakteriler ise tek hücrelidir.

Hücrenin üç temel kısmı vardır: Hücre zarı hücreyi çevreler ve seçici geçirgendir. Sitoplazma çekirdek ile zar arasını dolduran sıvıdır ve organelleri içerir. Çekirdek hücrenin yönetim merkezidir ve kalıtım maddesi DNA'yı barındırır.

Kromozom > DNA > Gen > Nükleotid sıralamasını "KeDIGEN" ile hatırlayabilirsiniz! Kromozomlar DNA ve proteinlerden oluşur, genler kalıtsal özellikleri belirler.

Önemli: Bitki hücrelerinde hücre duvarı, kloroplast ve büyük kofül vardır. Hayvan hücrelerinde ise sentriyol ve lizozom bulunur.

Önemli organeller: Mitokondri enerji üretir, kloroplast (sadece bitkilerde) fotosentez yapar, ribozom protein sentezler, Golgi cisimciği salgı üretir.

Hücre bilimi tarihi: Zacharias Janssen mikroskop keşfetti, Robert Hooke "hücre" adını verdi, Antoni van Leeuwenhoek canlı hücreleri gözlemledi. Günümüzde Prof. Dr. Aziz Sancar DNA onarımı konusunda Nobel Ödülü kazandı.

Hücre > Doku > Organ > Sistem > Organizma sıralaması canlılık organizasyonunu gösterir.

Hücre Bölünmeleri

Büyüme, gelişme ve üreme hücre bölünmeleri ile gerçekleşir. İki tür vardır: mitoz ve mayoz.

Mitoz bölünme vücut hücrelerinde görülür. Büyüme, gelişme ve yara iyileşmesini sağlar. Tek hücreli canlılarda üreme işlevidir. Ana hücreden genetik yapısı aynı iki hücre oluşur, kromozom sayısı sabit kalır.

Mitoz evreleri: DNA eşlenir, kromozomlar oluşur, hücre ortasına dizilir, kardeş kromatitler ayrılır, sitoplazma bölünür. Bir hücre 5 mitoz geçirirse 2^5 = 32 hücre oluşur.

Mayoz bölünme sadece üreme ana hücrelerinde görülür. Sperm ve yumurta oluşumunu sağlar. İki aşamada gerçekleşir ve kromozom sayısı yarıya iner.

Kritik Nokta: Mayoz'da parça değişimi sayesinde genetik çeşitlilik oluşur. Bu nedenle kardeşler birbirine benzemez!

Mayoz 1'de homolog kromozomlar parça değişimi yapar ve hücre sayısı ikiye katlanır. Mayoz 2'de mitoza benzer olaylar gerçekleşir ve sonuçta dört farklı üreme hücresi oluşur.

Mayoz sayesinde türlerin kromozom sayısı nesilden nesile sabit kalır. İnsan hücrelerinde 2n=46 kromozom varken, sperm ve yumurtada n=23 kromozom bulunur.

Enerji ve Kuvvet

Enerji iş yapabilme yeteneğidir ve birimi Joule'dür. İki ana türü vardır: kinetik enerji (hareket enerjisi) ve potansiyel enerji (konum enerjisi).

Kinetik enerji cismin kütlesi ve hızına bağlıdır. Ağır ve hızlı cisimler daha fazla kinetik enerjiye sahiptir. Potansiyel enerji ise çekim potansiyeli (yükseklik) ve esneklik potansiyeli (yay, lastik) olmak üzere iki türde incelenir.

Sürtünme kuvveti hareketli cisimlerin kinetik enerjisini azaltır ama enerji yok olmaz, ısıya dönüşür. Ellerinizi ovuşturduğunuzda ısınması bundan kaynaklanır.

Günlük Yaşam: Paraşütler geniş yapılır (hava direnci artsın), gemilerin burnu sivridir (su direnci azalsın), bisikletçiler öne eğilir (hava direnci azalsın).

Enerji dönüşümleri sürekli yaşanır. Enerji yoktan var olmaz, varken de yok olmaz - sadece dönüşür! Salıncakta potansiyel ve kinetik enerji sürekli birbirine dönüşür.

Yüksekten bırakılan bir cisimde: A noktasında potansiyel enerji maksimum, B'de kinetik enerji maksimum olur. Sürtünme olmasa cisim aynı yüksekliğe çıkar, sürtünme varsa enerji ısıya dönüştüğü için tam karşısına çıkamaz.

Sirk performansçısı sırıkla atlama yaparken sırığın esneklik potansiyel enerjisinden yararlanır.

Atomlar ve Maddenin Yapısı

Atom maddeyi oluşturan en küçük parçacıktır ve gözle görülemez. İki kısımdan oluşur: çekirdek $proton + nötron$ ve katmanlar (elektronların bulunduğu bölgeler).

Protonlar (+) yüklü, elektronlar (-) yüklü, nötronlar yüksüzdür. Atomun kütlesini çekirdek, hacmini ise katmanlar belirler. Proton sayısı atomun kimliğini belirler ve atom numarası denir.

Atom modelleri tarih boyunca gelişti: Democritus "atomos" (bölünemez) adını verdi, Dalton bilimsel yaklaşım getirdi, Thomson "üzümlü kek" modelini önerdi, Rutherford çekirdeği keşfetti, Bohr elektronların katmanlarda döndüğünü söyledi.

Hatırlatma: Bilimsel bilgiler değişebilir! Yeni keşiflerle eski teoriler gelişir veya değişir.

Molekül iki veya daha fazla atomun birleşmesiyle oluşur. Aynı atomlardan (O₂, H₂) veya farklı atomlardan (H₂O, CO₂) oluşabilir.

İki tür atom vardır: nötr atomlarda proton sayısı = elektron sayısı. Proton sayısı atom numarasına eşittir.

Modern atom teorisine göre elektronlar bulut şeklinde katmanlarda bulunur. Bu teori günümüzde geçerlidir ama bilim ilerledikçe değişebilir.

Saf Maddeler: Elementler ve Bileşikler

Saf maddeler kendisinden başka maddelere fiziksel yollarla ayrışmayan maddelerdir. Belirli erime ve kaynama noktaları vardır. İki türü var: elementler ve bileşikler.

Elementler aynı cins atomlardan oluşan saf maddelerdir. Sembolleri Latince adlarının ilk harfinden gelir: Fe (demir), H (hidrojen), O (oksijen). Periyodik tabloda atom numaralarına göre sıralanır.

İlk 18 elementin günlük hayattaki kullanımları: Hidrojen roket yakıtı, helyum balon şişirmede, karbon fosil yakıtlarda, oksijen solunumda, sodyum tuzda, alüminyum içecek kutularında kullanılır.

Bileşikler iki veya daha fazla farklı elementin birleşmesinden oluşur. Kendilerini oluşturan elementlerden tamamen farklı özelliklere sahiptir: H (yanıcı) + O (yakıcı) = H₂O (söndürücü)!

Formül Okuma: NH₃'te 1 azot + 3 hidrojen = toplam 4 atom bulunur.

Önemli bileşikler: Su (H₂O) yaşam kaynağı, karbon dioksit (CO₂) yangın söndürmede, sodyum klorür (NaCl) sofra tuzu, amonyak (NH₃) temizlik maddesi, glikoz (C₆H₁₂O₆) besin kaynağı.

Bileşikler kimyasal yollarle elementlerine ayrılabilir, elementler ise daha basit parçalara ayrılamazlar. Bileşik formüllerinde elementlerin oranı bellidir.

Karışımlar ve Ayırma Yöntemleri

Karışımlar iki veya daha fazla maddenin özelliklerini kaybetmeden bir araya gelmesiyle oluşur. Saf madde değildir, belli oranları yoktur, sembol ve formülü bulunmaz.

İki türü vardır: Homojen karışımlar tek madde gibi görünür (şekerli su, kolonya). Heterojen karışımlar bileşenlerini ayırt edebilirsiniz (salata, pizza).

Homojen karışımlara çözelti de denir. Miktarı fazla olan çözücü, azı çözünendir. Su + tuz karışımında su çözücü, tuz çözünendir.

Çözünmeyi hızlandıran faktörler:

• Sıcaklık artışı (tanecikler hızlanır)
• Karıştırma (etkileşim artar)
• Tanecik boyutunu küçültme (temas yüzeyi artar)

Deney Değişkenleri: Bağımsız (değiştirilen), bağımlı (sonuç), kontrol edilen (sabit tutulan) değişkenleri ayırt edin!

Karışım ayırma yöntemleri: Buharlaştırma $katı-sıvı$, yoğunluk farkı $sıvı-sıvı$, damıtma (farklı kaynama noktalarına sahip sıvılar).

Geri dönüşüm atık maddelerin işlenerek ham madde haline getirilmesidir. Doğal kaynakları korur, çevre kirliliğini önler, ekonomiye katkı sağlar. Yeniden kullanma ise eşyaları işlem görmeden tekrar kullanmaktır.

Işığın Madde ile Etkileşimi

Işığın soğurulması maddelerin ışığı tutması ve sıcaklık artışına neden olmasıdır. Koyu renkli cisimler ışığı çok soğurur, açık renkli cisimler çok yansıtır.

Bu yüzden yazın açık, kışın koyu renkli kıyafetler giyeriz. Sıcak bölgelerde binalar açık renklerle boyanır. Güneş panelleri koyu renkli yapılır ki daha fazla enerji üretsin.

Beyaz ışık aslında birçok rengin karışımıdır! Prizmadan geçirildiğinde kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, mor renklerine ayrılır. Bu renk kuşağına ışık tayfı denir.

Cisimler bazı renkleri soğurur, bazılarını yansıtır. Yansıttıkları renkte görünürler. Kırmızı elma kırmızı ışığı yansıtır, diğerlerini soğurur.

Renk Kuralı: Beyaz cisimler tüm renkleri yansıtır, siyah cisimler tüm renkleri soğurur.

Aynalar yansıtıcı yüzeyleri olan camlardır. Üç türü var: düz, çukur (iç bükey), tümsek (dış bükey) aynalar.

Düz ayna özellikleri: Görüntü cisim kadar büyük, düz, simetriktir $sağ-sol yer değiştirir$. Bu yüzden ambulanslarda yazı ters yazılır - dikiz aynasında düz okunur.

Çukur aynalar kaşığın iç yüzü gibi, tümsek aynalar dış yüzü gibidir. Her birinin farklı kullanım alanları vardır.