[Dionysos]

Fizik

Öncelikle fiziğin genel manada ki tanımı ile başlayalım. Fizik, deneysel gözlemler ve nicel ölçümlere dayanan temel bir bilim dalıdır. Doğayı anlama, doğal olayların neden ve sonuçlarını öğrenme ve bunları matematiksel yöntemlerle ifade etme amacıyla, doğaya insanlığın yararına olacak şekilde yön verebilmektir. Tüm doğa bilimlerinin kaynağı fiziktir ve tüm mühendislik dalları fizik prensiplerini kullanır. Diğer bilimlerin (kimya, biyoloji…) ya da uygulama alanlarının (mühendislik, tıp…) kanunları, fizik kanunlarına dayanır; veya fizik kanunlarından türetilebilir.

Fizik bilimiyle uğraşan bilim insanlarına fizikçi denir. Fizikçi, bilimsel metotlar kullanarak maddenin temel özeliklerini inceler. Bunun için, maddenin temel yapı taşlarını arar ve bunların etkileşimlerini araştırır. Bu incelemelerini yaparken fizik biliminin sorgulanabilir, denenebilir, yanlışlanabilir ve elde edilen verilere dayandırılabilir olduğunu bilir.

Fiziğin Dalları

Mekanik Fiziği: Evrenin hareketlerini, kuvvet-hareket ilişkisini, cisimlerin durgunluk şartlarını ve Güneş sistemini inceleyen fizik dalıdır. "Klasik Fizik" ve ya "Newton fiziği" de denilebilir. Termo Dinamik: Fizik olaylarının oluşum şartlarını, enerjiyi, enerji değişimlerini, enerji aktarımlarını, enerji dönüşümlerini, ısı, sıcaklık, genleşme ve bunlar arasındaki ilişkiyi inceler. Elektrik Fiziği: Elektrik yükünü, elektrik yükünün hareketiyle oluşan elektirk akımını, yükün hareketsiz durumu, potansiyeli inceleyen fizik dalıdır. Manyetizma: Demir, nikel, kobalt gibi maddeleri çeken cisimleri, mıknatısın çevresinde oluşan manyetik alan, manyetik kuvvet ve bunların etkileşimlerini inceler.  Atom Fiziği: Maddenin yapısını oluşturan atomları ve atomlar arası ilişkileri inceleyen fizik dalıdır. Bu incelemeyi yaparken maddenin yoğurduğu veya saldığı elektro manyetik ışımaları inceleyen spektrometreden faydalanır. Optik: Işığın yapısını, kırılma, yansıma, kırınım, girişim olaylarını inceler. Mercek, dürbün, mikroskop, teleskop yapımlarında optikten dalından yararlanılır. Nükleer Fizik: Atom çekirdeğindeki olayları, çekirdeklerde bulunan nötron ve protonları bir arada tutan nükleer kuvvetleri, çekirdeğin saldığı ışımaları ve bunların etkilerini inceler. Katı Hal Fiziği: Çok sert ve şekil değiştiremez maddelerle ilgilenir. Bu maddelerin elektrik, manyetik, optik, esneklik özelliklerini araştırır. Özellikle kristal yapıların nasıl oluştuğunu ve bu yapılarda atom dizilişini inceler.

Mekanik fiziği, diğer adıyla "Newton fiziği" denildiğinde akla ilk gelen konuların başında "Kuantum Fiziği" ve "Kuantum Teorisi" gelir. Peki bu Kuantum Fiziği, Teorisi nedir? bundan kısaca bahsetmek gerekirse...

Kuantum fiziği; moleküler, atomik, nükleer ve hatta çok daha küçük mikroskopik düzeyde madde ve enerji davranışları üzerine kurulu çalışmalardır. Kuantum Fiziği; Newton fiziğinin, atom ve atomaltı parçacıkları açıklamak için yeterli olmamasından ötürü doğmuştur.

Newton fiziğinin tersine kuantum fiziği, evrende hiçbir fiziksel olayın kesin ve ortaya koyulabilir ve net ölçülebilirliğinin mümkün olmadığını bunun yerine bütün bilebildiklerimizin istatistiksel veriler olduğunu söyler.

Kuantum Fiziği ile ilgili daha geniş çaplı bilgi edinmek isterseniz burayı inceleyebilirsiniz.

Fizik denilince aklımıza onlarca bilim insanı gelir. Bunların başında Isaac Newton, Albert Einstein, Max Planck gelir. Tabi bu liste uzar, gider... bu üç bilim insanının sözleri ile kapanış yapmak isterim.

(Soldan sağa; Isaac Newton, Albert Einstein, Max Planck)

"Gerçek, çokluk ve karmaşıklık yerine basitlikle bulunabilir." -Isaac Newton

"Sahip olabileceğimiz en güzel deneyim, gerçek sanat ve gerçek bilimin odağındaki duygu olan gizemdir." -Albert Einstein

"Cisimlere bakış açınızı değiştirirseniz, baktığınız şeyler de değişir." -Max Planck

[Dionysos]

1. Termodinamik yasaları

Termodinamik kanunları, termodinamiğin dayandığı temel kanunlar olarak açıklanabilir. Isı, sıcaklık, enerji, iş gibi fiziğin ayakları üzerinde durduğu noktalarda geçerlidirler.

• Sıfırıncı kanun: Isı teması kanunu. Temasta bulunan farklı ısılara sahip şeylerin ısıları er ya da geç eşitlenir. Birinci kanun: Enerjinin korunumu kanunu. Enerji yoktan var edilemez, vardan yok edilemez.İkinci kanun: Entropi. Yani her şey bozulmaya meyillidir. Düzensizlik değişmez ya da artar. 
  
• Üçüncü kanun: Sıcaklık. Sıcaklık mutlak sıfıra yaklaştıkça, bütün hareketler sıfıra yaklaşır.
  

2. Kuantum mekaniği

Madde ve ışığın atomaltı seviyelerdeki davranışlarını inceler. Atomlar ve elektron, proton, nötron, kuark gibi atomaltı parçacıkların davranışlarını anlamaya çalışır. 

Önde gelen araştırmacıları arasında Albert Einstein, Max Planck, Niels Bohr, Werner Heisenberg gibi isimler bulunmaktadır.

3. Klasik mekanik

Newton fiziği olarak da bilinen klasik mekanik, kuantum mekaniğinin aksine cisimleri ve onların kuvvet altındaki hareketlerini inceler. Masanızın üzerinde dururken birden devrilen su bardağından, dünyanın güneş etrafındaki hareketine kadar her cisimsel hareket klasik mekanikle açıklanabilir.

4. Genişleyen evren

Evren’in sürekli olarak genişlemesi durumu. Newton’un gözlemleri sonrası, Edwin Hubble ve Einstein’ın çalışmalarıyla somutlaşmıştır.

5. Redshift (Kırmızıya kayma)

Kırmızıya kayma, uzak galaksilerden gelen ışık tayflarındaki anlam verilemez harekettir. Sebep olarak genişleyen evren teorisiyle bağlantılı biçimde bir açıklama getirilmiştir. Işık tayfları gözlemlenen galaksilerdeki kaymanın sebebi, bu galaksilerin devamlı olarak uzaklaşması ve böylelikle dalga boyunun artması (dalga boyu arttıkça kırmızı, azaldıkça maviye kayma gerçekleşir) olarak ifade edilmiştir.

6. Karanlık enerji

Sürekli genişleyen bir evren mevcutsa, bu genişlemeyi sağlayan bir de itici gücün olması gerektiği varsayımıyla ortaya atılmış enerji biçimi. Bilinen fizik kurallarına göre hareket eden cisimler, bu hareketlerini korumaları için sürekli olarak bir mukavemete ihtiyaç duyar. Yani Karanlık enerji de sürekli hareket eden galaksileri ve onların arasındaki mesafeyi düzenlediği düşünülen enerji biçimidir.

7. Karanlık madde

Işıkla herhangi etkileşime girmeyen, fakat maddelere kütleçekimsel etkilerde bulunan maddeye verilen isim. Gözlemlenemediği için uzun bir dönem ciddiye alınmamıştır. Fakat varlığına dair ciddi bulgular ortaya konulmuştur.

8. Sicim teorisi

Evrenin noktasal parçacıklar yerine tek boyutlu, titreşimli sicim benzeri nesnelerden oluştuğuna dayanan teori.

9. Işık hızı

299.792 km/saniye olarak hesaplanmış, evrende herhangi bir “şeyin” ulaşılabileceği maksimum hızdır. Maddesel formda bu hıza çıkmak imkansız sayılır.

10. Uzay-zaman

Karmaşık fizik teorilerini bir yana bırakırsak uzay-zaman kavramı bilinen 3 boyut olan doğru, alan ve hacme ek olarak dördüncü bir boyut olarak zamanın tanımlanmasıdır. Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi adı altında uzay ve zamanın ayrılmaz bir bütün olduğu düşüncesi sonucu geliştirilen uzay-zaman kavramı daha çok bükülmesi üzerine temellenen teorisiyle bilinir. Bu teoriye göre kütle uzay-zamanda eğrilikler yaratmakta ve zamanı bükmektedir. Bu durum zamanın akış hızında göreli olarak yavaşlamaya yol açmaktadır.

11. Kara delik

Kütlece büyük, dengesi bozulmuş bir yıldızın içe doğru çöküp küçülmesi sonucu ortaya çıkan, çökmeyle doğru orantılı olarak çekim kuvveti inanılmaz seviyede artan gök cismi. Öyle ki, bu çekim kuvvettinden yalnızca madde değil, ışık bile kaçamaz. Bu yüzden kara delik olarak isimlendirilmiştir.

12. Büyük Patlama

Büyük patlama, evrenin başlangıcı olarak kabul edilen en yaygın kozmolojik modeldir. Buna göre evren tek bir noktadan başlayan bir patlamayla git gide genişleyerek oluşmuştur. Öncesi, nasıl oluştuğu, ne tarafından tetiklendiği halen bir muammadır.

13. Büyük Çöküş

Büyük patlamayla başlayan serüvenin bitişine dair en kabul gören model de, büyük çöküştür. Yani bildiğimiz evrenin genişleyen yapısı belli bir kütle yoğunluğuna dayandığında tersine dönecek ve içe doğru çökerek yok olacaktır.

14. Görelilik

Görelilik kavramı genellikle tekil olarak tanımlansa da aslında özel ve genel görelilik olarak ayrılmaktadır. Özel görelilik, dört boyutlu uzay-zaman kavramının tanımlanmasıdır. (Üçüncü boyuta ek olarak zaman) Genel görelilikse kütleçekim ve ivmenin benzerliği üzerinedir. Genel göreliliğe göre uzay-zaman bükülmektedir.

[Dionysos]

Elektron Mikroskobu

1931 yılında Almanya’da elektron ışınlarının manyetik bobinler tarafından odaklanması ile ilk elektron mikroskobu yapıldı. Elektron mikroskobu yüksek vakum bölgesinde yer alır; hava molekülleri tarafından saptırılamaz. Elektron mikroskopları iki çeşittir. 

Bunlar: Transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ve Taramalı elektron mikroskobu (SEM)

Elektron mikroskobu ile elde edilmiş görüntüler:

1. Karınca

2. Saç teli

3. Örümcek

4. Çelik

5. Sofra tuzu

6. Alyuvar

7. Alyuvarlardan başka bir görünüm

8. Bakteriler

9. Bit

10. Kelebek

11. Paramesyum

12. Pire

13. Sivrisinek

[Dionysos]

Manyetik alanda dönen kurbağa

Kurbağalar da çevremizde bulunan her şey gibi atomlardan oluşmaktadır. Bu atomların her biri çekirdek etrafında yer alan elektronlara sahiptir. Güçlü bir manyetik alan içerisinde bu elektronlar yörüngelerinden hafifçe saparlar. Bu hafif kayma ise basit bir tabirdir. Kurbağayı oluşturan bir çok mini mıknatısın oluşmasına neden olmaktadır. (Her bir atomun sahip olduğu manyetik alan yardımıyla elbette.) 

Bu kurbağalara özgü bir özellik olmamakla birlikte su, altın gibi bir çok madde de "*diyamanyetik" olarak adlandırılan bu özelliğe sahiptir. Ancak bütün maddeler manyetik alanda havalanabilecek kadar kuvvetli bir diyamanyetik özelliğe sahip değildir. Kurbağalar da yapısında yer alan yüksek su oranı ve bu etkiyi göstermeye olanak sağlayan şekilleri nedeniyle yüksek bir manyetik alana maruz kaldıklarında havalanırlar. Aşağıdaki videoda bunu net bir şekilde görebilirsiniz.

(*Diyamanyetik: Herhangi bir mıknatıs tarafından o mıknatısın manyetik alanı içerisindeyken, manyetik alan çizgilerine zıt yönde mıknatıslaştırılmaya uğrayabilen civa, altın, bakır, bizmut, elmas, gümüş, kurşun, silikon gibi maddelere denir. Ve kendisini mıknatıslaştıran cisim tarafından itilirler.)