By Leave a Comment on Reikä

Reiät postimerkkiparin välissä postimerkkikierukasta.

Reikiä voi syntyä useista syistä, kuten luonnollisista prosesseista ja ihmisten tai eläinten tahallisista toimista. Maahan tarkoituksellisesti tehdyt reiät, kuten ruokaa etsittäessä tai puiden istuttamista varten tehdyt reiät tai esineen kiinnittämistä varten tehdyt postireiät, syntyvät yleensä kaivamalla. Tahattomat reiät esineessä ovat usein merkki vaurioista. Kuopat ja vajoamiskuopat voivat vahingoittaa ihmisasutusta.

Kuoppia voi esiintyä monenlaisissa materiaaleissa ja monenlaisissa mittakaavoissa. Pienimpiä ihmisen havaittavissa olevia reikiä ovat neulanreiät ja reiät, mutta pienin reiäksi kuvattu ilmiö on elektronireikä, joka on atomissa tai atomiverkossa oleva paikka, josta puuttuu elektroni. Suurin reiäksi kuvattu ilmiö on supermassiivinen musta aukko, tähtitieteellinen kohde, joka voi olla miljardeja kertoja massiivisempi kuin Maan aurinko.

Maailman syvin reikä on ihmisen tekemä Kuolan supersyvä porausreikä, jonka todellinen pystysuora poraussyvyys on yli 12 kilometriä (7,5 mailia), mikä on vain murto-osa maapallon keskipisteeseen johtavasta melkein 6400 kilometrin etäisyydestä.

Matemaattiset ja luonnontieteelliset aistit Muokkaa

Reiät matematiikassa Muokkaa

Geometrisessa topologiassa donitsin ja kahvikupin katsotaan kuuluvan samaan matemaattiseen ”sukuun”, koska kummassakin on yksi reikä.

Matematiikassa reikiä tarkastellaan monin tavoin. Yksi näistä on homologia, joka on yleinen tapa liittää tiettyjä algebrallisia kohteita muihin matemaattisiin kohteisiin, kuten topologisiin avaruuksiin. Homologiaryhmät määriteltiin alun perin algebrallisessa topologiassa, ja homologia oli alun perin tiukka matemaattinen menetelmä reikien määrittelemiseksi ja luokittelemiseksi matemaattisessa kohteessa, jota kutsutaan moninaisuudeksi. Alkuperäinen motivaatio homologiaryhmien määrittelyyn oli havainto, että kaksi muotoa voidaan erottaa toisistaan tutkimalla niiden reikiä. Esimerkiksi ympyrä ei ole levy, koska ympyrän läpi menee reikä, kun taas levy on kiinteä, ja tavallinen pallo ei ole ympyrä, koska pallo sulkee sisäänsä kaksiulotteisen reiän, kun taas ympyrä sulkee sisäänsä yksiulotteisen reiän. Koska reikä ”ei ole olemassa”, ei kuitenkaan ole heti selvää, miten reikä määritellään tai miten erityyppiset reiät erotetaan toisistaan.

Geometrisessa topologiassa reiät määritellään kuitenkin eri tavalla. Tällä alalla yhdistetyn, orientoituvan pinnan genus on kokonaisluku, joka edustaa maksimimäärää leikkauksia pitkin toisiaan leikkaamattomia suljettuja yksinkertaisia käyriä ilman, että tuloksena oleva moninaisuus muuttuu irralliseksi. Maallikon kielellä se on ”reikien” lukumäärä, joka kohteessa on (”reikiä” tulkitaan donitsin reikien merkityksessä; ontto pallo olisi tässä merkityksessä nolla reikää). Donitsissa eli toruksessa on yksi tällainen reikä. Pallossa on 0.

Reiät fysiikassaEdit

Fysiikassa antiainetta kuvataan yleisesti reikänä, paikkana, joka, kun se yhdistetään tavallisen aineen kanssa reiän täyttämiseksi, johtaa siihen, että sekä reikä että aine kumoavat toisensa. Tämä on analogista kuopan paikkaamiseen asfaltilla tai veden pinnan alla olevan kuplan täyttämiseen yhtä suurella määrällä vettä sen kumoamiseksi. Suoraviivaisin esimerkki on elektronin reikä; melko yleisen teoreettisen kuvauksen tarjoaa Diracin meri, joka käsittelee positroneja (tai antihiukkasia yleensä) reikinä. Reiät tarjoavat toisen kahdesta ensisijaisesta johtumismuodosta puolijohteessa eli materiaalissa, josta transistorit valmistetaan; ilman reikiä virta ei voisi kulkea, ja transistorit kytkeytyvät päälle ja pois päältä sallimalla tai estämällä reikien syntymisen.

Reiät biologiassaEdit

Eläinten elimistöissä on yleensä erikoistuneita reikiä, jotka palvelevat erilaisia biologisia toimintoja, kuten hapen tai ravinnon saantia, jätteiden erittymistä ja muiden nesteiden saantia tai poistamista lisääntymistarkoituksessa. Joissakin yksinkertaisissa eläimissä on kuitenkin yksi ainoa reikä, joka palvelee kaikkia näitä tarkoituksia. Reikien muodostuminen on merkittävä tapahtuma eläimen kehityksessä:

Kaikki eläimet aloittavat kehityksensä yhdellä reiällä, blastoporeilla. Jos reikiä on kaksi, toinen reikä muodostuu myöhemmin. Blastopore voi syntyä alkion ylä- tai alapuolelle.

Gramikidiini A, kierukkamainen polypeptidi, on kuvattu siirrettäväksi reiäksi. Kun se muodostaa dimeerin, se voi uppoutua solujen kaksoiskerroskalvoihin ja muodostaa reiän, jonka läpi vesimolekyylit pääsevät kulkemaan.

Tekniikan aistit Muokkaa

Sokeat reiät ja läpimittaiset reiät Muokkaa

REIKÄTYYPIT TEKNIIKASSA: sokeat aukot (vasen), läpimittaiset reiät (keskellä), katkenneet reiät (oikealla).

Koneistuksessa, koneistuksessa ja työkalujen valmistuksessa reikä voi olla umpireikä tai läpireikä (kutsutaan myös läpireiäksi tai läpivientireiäksi). Umpireikä on reikä, joka rei’itetään, porataan tai jyrsitään tiettyyn syvyyteen murtautumatta työkappaleen toiselle puolelle. Läpireikä on reikä, joka on tehty menemään kokonaan kappaleen materiaalin läpi. Toisin sanoen läpireikä on reikä, joka menee kokonaan jonkin kohteen läpi. Läpireikiin käytettävät hanat ovat yleensä kartiomaisia, koska ne hankaavat nopeammin ja lastut irtoavat, kun hana poistuu reiästä.

Sokkoreiän etymologia on se, että sen läpi ei voi nähdä. Se voi viitata myös mihin tahansa ominaisuuteen, joka on viety tiettyyn syvyyteen, tarkemmin sanottuna sisäisesti kierteitettyyn reikään (kierteitetyt reiät). Jos porauskärkeä ei oteta huomioon, umpireiän syvyys voi perinteisesti olla hieman syvempi kuin kierteitetyn syvyys.

Umpireikien kierteittämiseen on kolme hyväksyttyä menetelmää:

  1. Konventionaalinen kierteitystyö, erityisesti pohjakierteitystyökaluilla
  2. Yhden pisteen kierteitystyöstö,
    1. Yksittäinen kierteitystyöstö,
    2. jossa työkohtaa kierretään ja terävä leikkuutyökalu työnnetään työstettävässä kappaleessa sisäkierteen kulman tahdissa. Yksipistekierteitys umpireiän sisällä, kuten poraus umpireiän sisällä, on luonnostaan haastavampaa kuin sen tekeminen läpireikään. Tämä päti erityisesti aikakaudella, jolloin manuaalinen työstö oli ainoa ohjausmenetelmä. Nykyään CNC tekee näistä tehtävistä vähemmän rasittavia, mutta kuitenkin edelleen haastavampia kuin läpirei’issä.
    3. Helikaalinen interpolointi, jossa työkappale pysyy paikallaan ja tietokoneen numeerinen ohjaus (CNC) liikuttaa jyrsintä oikeaa kierrerataa tiettyä kierrettä varten jyrsittäen kierteen.

    Vähintään kaksi yhdysvaltalaista työkaluvalmistajaa on valmistanut työkaluja umpirei’ien kierteiden jyrsintään: Ingersoll Cutting Tools, Rockford, Illinois, ja Tooling Systems, Houston, Texas, joka esitteli vuonna 1977 Thread Mill -laitteen, jolla jyrsittiin suuria sisäkierteitä öljylähteiden puhalluksenestolaitteiden umpireikiin. Nykyään monet CNC-jyrsinkoneet voivat suorittaa tällaisen kierrejyrsintäsyklin (katso video tällaisesta jyrsinnästä kohdassa ”Ulkoiset linkit”).

    Yksi läpivientireikien käyttö elektroniikassa on läpivientitekniikka, kiinnitysjärjestelmä, jossa käytetään komponenttien johtimia, jotka työnnetään painettuihin piirilevyihin porattuihin reikiin ja juotetaan vastakkaisella puolella oleviin tyynyihin joko manuaalisesti kokoonpanemalla (käsin sijoittamalla) tai käyttämällä automatisoituja lisäyskiinnityskoneita.

    NeulanreiätMuokkaa

    Muut käyttötarkoitukset, katso Neulanreikä (disambiguointi).

    Neulanreikä on pieni reikä, joka on yleensä tehty painamalla ohut, terävä esine, kuten neula, helposti läpäisevän materiaalin, kuten kankaan tai hyvin ohuen metallikerroksen läpi. Samankaltaisia muilla keinoin tehtyjä reikiä kutsutaan usein myös nuppineulanrei’iksi. Neulanreikiä voidaan tehdä tarkoituksellisesti eri syistä. Esimerkiksi optiikassa reikiä käytetään aukkoina tiettyjen valonsäteiden valintaan. Tätä käytetään reikäkameroissa kuvan muodostamiseksi ilman linssiä. Tuotepakkausten neulanreikiä on käytetty pakkauksen ilmakehän ja suhteellisen kosteuden hallintaan.

    Monilla aloilla neulanreiät ovat kuitenkin haitallinen ja ei-toivottu valmistusprosessien sivuvaikutus. Esimerkiksi mikropiirien kokoonpanossa piikkireiät piiriä päällystävässä dielektrisessä eristekerroksessa voivat aiheuttaa piirin pettämisen. Siksi ”o välttääkseen neulanreikiä, jotka saattavat työntyä läpi koko dielektrisen kerroksen paksuuden, on yleinen käytäntö seuloa useita dielektrisiä kerroksia kuivaamalla ja ampumalla jokaisen seulan jälkeen”, mikä estää neulanreikien muodostumisen jatkuviksi.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.