Free Press

Hål kan uppstå av olika anledningar, bland annat naturliga processer och avsiktliga handlingar av människor eller djur. Hål i marken som görs avsiktligt, t.ex. hål som görs när man letar efter mat, för att plantera om träd eller stolphål som görs för att fästa ett föremål, görs vanligen genom att man gräver. Oavsiktliga hål i ett föremål är ofta ett tecken på skada. Hålgropar och slukhål kan skada mänskliga bosättningar.

Hål kan förekomma i en mängd olika material och i många olika skalor. De minsta hålen som kan observeras av människor är bl.a. nålhål och perforeringar, men det minsta fenomen som beskrivs som ett hål är ett elektronhål, vilket är en position i en atom eller ett atomgitter där en elektron saknas. Det största fenomenet som beskrivs som ett hål är ett supermassivt svart hål, ett astronomiskt objekt som kan vara miljarder gånger mer massivt än jordens sol.

Det djupaste hålet på jorden är det konstgjorda Kola Superdeep Borehole, med ett verkligt vertikalt borrdjup på mer än 7,5 miles (12 kilometer), vilket bara är en bråkdel av det nästan 4 000 miles (6 400 kilometer) långa avståndet till jordens centrum.

Matematiska och vetenskapliga sinnenRedigera

Hål i matematikRedigera

I matematiken undersöks hålen på ett antal sätt. Ett av dessa är inom homologin, som är ett allmänt sätt att associera vissa algebraiska objekt till andra matematiska objekt, t.ex. topologiska rum. Homologigrupper definierades ursprungligen inom algebraisk topologi, och homologi var ursprungligen en rigorös matematisk metod för att definiera och kategorisera hål i ett matematiskt objekt som kallas manifest. Det ursprungliga motivet för att definiera homologigrupper var observationen att två former kan särskiljas genom att undersöka deras hål. Till exempel är en cirkel inte en skiva eftersom cirkeln har ett hål genom sig medan skivan är solid, och en vanlig sfär är inte en cirkel eftersom sfären omsluter ett tvådimensionellt hål medan cirkeln omsluter ett endimensionellt hål. Eftersom ett hål ”inte finns där” är det emellertid inte omedelbart uppenbart hur man definierar ett hål eller hur man skiljer mellan olika typer av hål.

I den geometriska topologin bestäms emellertid hålen på ett annat sätt. Inom detta område är genus för en sammanhängande, orienterbar yta ett heltal som representerar det maximala antalet avklippningar längs slutna enkla kurvor som inte skär varandra utan att göra den resulterande mångfalden osammanhängande. I lekmannatermer är det antalet ”hål” som ett objekt har (”hål” tolkas i betydelsen munkhål; en ihålig sfär skulle anses ha noll hål i denna bemärkelse). En munk, eller torus, har 1 sådant hål. En sfär har 0.

Hål i fysikenRedigera

I fysiken beskrivs antimateria genomgående som ett hål, en plats som, när den förs samman med vanlig materia för att fylla hålet, resulterar i att både hålet och materian upphäver varandra. Detta är analogt med att laga ett hål med asfalt eller att fylla en bubbla under vattenytan med en lika stor mängd vatten för att upphäva den. Det mest direkta exemplet är elektronhålet; en ganska allmän teoretisk beskrivning ges av Dirachavet, där positroner (eller antipartiklar i allmänhet) behandlas som hål. Hål tillhandahåller en av de två primära formerna av ledning i en halvledare, det vill säga det material som transistorer tillverkas av. Utan hål skulle strömmen inte kunna flöda, och transistorer slås på och av genom att man aktiverar eller inaktiverar skapandet av hål.

Hål i biologinRedigera

Djurs kroppar har en tendens att innehålla specialiserade hål som tjänar olika biologiska funktioner, t.ex. intag av syre eller föda, utsöndring av avfall, och intag eller utstötning av andra vätskor för reproduktionsändamål. Hos vissa enkla djur finns det dock ett enda hål som tjänar alla dessa syften. Bildandet av hålen är en viktig händelse i ett djurs utveckling:

Alla djur börjar sin utveckling med ett hål, blastoporen. Om det finns två hål bildas det andra hålet senare. Blastoporen kan uppstå i toppen eller botten av embryot.

Gramicidin A, en polypeptid med spiralform, har beskrivits som ett portabelt hål. När den bildar en dimer kan den bädda in sig i cellulära tvåskiktsmembran och bilda ett hål genom vilket vattenmolekyler kan passera.

Tekniska sinnenRedigera

Blinda hål och genomgående hålRedigera

Inom teknik, bearbetning och verktyg kan ett hål vara ett blindhål eller ett genomgående hål (även kallat genomgående hål eller clearance hole). Ett blindhål är ett hål som är uppborrat, borrat eller fräst till ett specificerat djup utan att bryta igenom till andra sidan av arbetsstycket. Ett genomgående hål är ett hål som görs så att det går helt igenom ett föremåls material. Med andra ord är ett genomgående hål ett hål som går hela vägen genom något. Gängare som används för genomgående hål är i allmänhet avsmalnande eftersom det kommer att gänga snabbare och spånen kommer att släppas ut när gängan kommer ut ur hålet.

Etymologin för blint hål är att det inte är möjligt att se igenom det. Det kan också hänvisa till en funktion som tas till ett visst djup, mer specifikt hänvisar det till invändigt gängade hål (gängade hål). Utan att ta hänsyn till borrspetsen kan djupet på det blinda hålet, konventionellt sett, vara något djupare än det gängade djupet.

Det finns tre accepterade metoder för gängning av blinda hål:

1. Konventionell gängning, särskilt med bottengängor
2. Enpunktsgängning, där arbetsstycket roteras och ett spetsigt skärande verktyg matas in i arbetsstycket med samma hastighet som den inre gängans stigning. Enpunktsgängning i ett blindhål, liksom borrning i ett blindhål, är i sig en större utmaning än att göra det i ett genomgående hål. Detta gällde särskilt under den tid då manuell bearbetning var den enda kontrollmetoden. Idag gör CNC dessa uppgifter mindre påfrestande, men ändå fortfarande mer utmanande än vid genomgående hål.
3. Helisk interpolering, där arbetsstycket förblir stationärt och datoriserad numerisk styrning (CNC) flyttar en fräs i den korrekta spiralbanan för en viss tråd, fräser tråden.

Minst två amerikanska verktygstillverkare har tillverkat verktyg för gängfräsning i blindhål: Ingersoll Cutting Tools i Rockford, Illinois, och Tooling Systems i Houston, Texas, som lanserade Thread Mill 1977, en anordning som fräste stora invändiga gängor i blindhålen i utblåsningsskydd för oljekällor. Idag kan många CNC-fräsmaskiner köra en sådan gängfräsningscykel (se en video av en sådan fräsning i avsnittet ”Externa länkar”).

En användning av genomgående hål i elektronik är med genomgående hålteknik, ett monteringsschema som innebär att man använder ledningar på komponenterna som sätts in i hål som borrats i tryckta kretskort (PCB) och löds fast på kuddar på den motsatta sidan, antingen genom manuell montering (handplacering) eller med hjälp av automatiserade monteringsmaskiner för insättning.

NålhålRedigera

Ett nålhål är ett litet hål, vanligen gjort genom att trycka ett tunt, spetsigt föremål, t.ex. en nål, genom ett lättgenomträngligt material, t.ex. tyg eller ett mycket tunt lager av metall. Liknande hål som gjorts på annat sätt kallas också ofta för nålhål. Nålhål kan göras avsiktligt av olika skäl. Inom optiken används till exempel nålhål som öppningar för att välja ut vissa ljusstrålar. Detta används i hålkameror för att skapa en bild utan användning av en lins. Nålhål på produktförpackningar har använts för att kontrollera atmosfären och den relativa fuktigheten i förpackningen.

På många områden är dock nålhål en skadlig och oönskad bieffekt av tillverkningsprocesser. Vid montering av mikrokretsar till exempel kan nålhål i det dielektriska isoleringsskiktet som täcker kretsen leda till att kretsen går sönder. För att undvika att hålen sticker ut genom hela tjockleken på det dielektriska lagret är det därför vanligt att man screenar flera lager dielektriskt material med torkning och bränning efter varje screening, vilket förhindrar att hålen blir kontinuerliga.