Maxwell Denklemleri

Modern fiziğin dönüm noktalarından biri olan Maxwell’in dört denklemi, evrensel kütleçekim kuramından sonraki en önemli gelişme kabul edilir. Bu denklemler elektrik ve manyetik alanların aslında bir paranın iki yüzü gibi olduklarını ortaya koyar. Her iki alan da gerçekte aynı olgunun -elektromanyetik dalganın- farklı dışavurumlarıdır.

Ondokuzuncu yüzyılın başlarında deneyciler elektrik ile manyetizmanın birbirine dönüştürülebildiğini görmüşlerdi. Ama bütün elektromanyetizma konusu dört denklemle ifade ederek modern fizikteki en önemli başarılardan birini gerçekleştiren kişi James Clerk Maxwell oldu.

Elektrik ve manyetik kuvvetler, elektrik yüklü parçacıkları ve mıknatıslar etkiler. Değişen elektrik alanı bir manyetik alan, değişen manyetik alan da bir elektrik alanı yaratır. Maxwell her ikisinin de aslında tek bir olgudan, hem elektriksel hem de manyetik özellikleri olan elektromanyetik dalgadan çıktığını açıklamıştır. Maxwell elektromanyetik dalgaların boşluktaki hızını hesaplamış ve ışığın hızıyla aynı olduğunu göstermiştir. Başka çalışmalarla birleştiğinde bu bulgu, ışığın da aslında ilerleyen bir elektromanyetik çalkalanma olduğunu doğrulamıştır. Elektromanyetik alanların uyguladığı elektromanyetik kuvvet, Evren’deki dört temel kuvvetten biridir.

Maxwell dönemin tüm biliminsanlarını şaşırtarak, elektromanyetik olguların hepsini hepi topu dört temel denklemle betimlemeyi başardı. Bu denklemler günümüzde öylesine ünlüdür ki artık tişörtlerde bile yer alıyorlar. Altlarında da “ve Tanrı ışığı yarattı” yazıyor. Bugün elektromanyetizmayı tek bir olgu olarak düşünebiliyoruz ama ortaya atıldığı dönemde bu radikal bir fikirdi ve tıpkı bugün kuantum fiziğiyle kütleçekiminin birleştirilmesinin önemi kadar önem taşıyordu.

Einstein, Maxwell’in fikirlerini alıp kendi görelilik kuramına dahil etmiştir. Einstein’ın denklemlerinde manyetizma ile elektrik, aynı olgunun farklı referans çerçevelerinden bakan gözlemciler tarafından görünüşleridir. Bu açıdan, elektrik ve manyetik alanların bir ve aynı şey olduğunu nihai olarak gösteren kişi Einstein’dır denebilir.

Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: Bilim --- Etiketler:, , , , , , , ---

Ohm Yasası

Gökgürültülü bir fırtınanın içinde uçan bir uçağın yolcuları neden aslında tehlikede değildir? Paratonerler binaları nasıl korur? Evimizdeki ampüllerin ışığı neden bir yenisini açıldığında zayıflamaz? Tüm bu soruların yanıtı Ohm yasasındadır.

Elektrik, elektrik yüklerinin hareketiyle oluşur. Elektrik yükü atomaltı parçacıkların temel bir özelliğidir ve onların elektromanyetik alanlarla nasıl etkileşeceğini belirler. Bu alanlar kuvvet yaratarak elektrik yüklü parçacıkları hareket ettirir. Yük, tıpkı enerji gibi korunur; yani yok edilemez ve yaratılamaz.

Yüklü parçacıkların hareketi, durgun elektriğin birikmesine yol açar. Zıt yükler farklı yerlerde birikir. Plastik tarağın elbisemize sürtünmesi ve yıldırımların oluşumu buna örnektir.

Hareket halinde olan elektrik akımı, bir yük akışıdır. Evde kullandığımız elektrik metal kablolarla iletilir, çünkü metallerdeki elektronlar belli atom çekirdeklerine bağlı değildir ve kolaylıkla harekete geçebilirler. Seramik ve plastikler gibi içlerinden elektriğin kolayca akamadığı maddelere yalıtkan denir.
Devamını oku

Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: Bilim --- Etiketler:, , , , , , , ---

Nicola Tesla

nicola-tesla

1856 yılı 9 Haziran gece yarısı, bugünkü Hırvatistan’ın Smiljan kasabasında doğan Nikola Tesla, teknolojiyi ve yaşamlarımızı etkileyen buluşlarıyla tüm zamanların en önemli mucitlerdendir. Tesla aynı zamanda gelmiş geçmiş en büyük dehalardandır. Bugün pek de tanınmayan bu dehanın yaşamını ve çalışmalarını araştırdığımızda şaşırmamak, felsefenin desteği ile bile oldukça güçtür. Günümüzde kullanılan ve nispeten hâkim olduğumuz yüzlerce önemli icadının yanı sıra, bazı önemli teorileri ve çalışmaları vardır ki, bugün için bile anlaşılamamıştır ve hala büyük gizemini korumaktadır. Bunlardan bazıları; savaşlara son verecek bir süper savunma kalkanı, elektriğin ve enerjinin kablosuz aktarımı -iyonosfer tabakası kullanılarak tüm dünyanın aydınlatılabilmesi, dolayısıyla neredeyse bedava elektrik- atmosferde sokak lambaları ve meteorolojik koşulların kontrolü, insan bedeninin enerjisi ile çalışabilen araçlar -örneğin otomobiller.

Tesla, teknoloji adına Modern Çağ’ın temellerini atmıştır. Hiç evlenmemiştir. Buluşları ile insanlara servet ve şöhret kazandırıp, parayı ve şöhreti reddeden Tesla fakir ve yalnız bir şekilde hayatına veda etmiştir. Fikirleri ve yaşam şekli ile sanki başka bir dönemden gelmiş gibidir. Hiç yorulmamış ve çalışmalarından vazgeçmemiştir. Döneminde anlaşılmadığına, buluşlarının bir devrim niteliğinde olduğuna -ikinci endüstri devrimi- günümüz bilim insanlarına ve süper devletlerine nasıl ilham kaynağı olduğuna baktığımızda, Tesla’nın çağının çok ötesinde bir bilim insanı olduğunu rahatlıkla söyleyebiliriz. Döneminde neredeyse bilinmez olan elektriğin gizemlerini çözüp geniş alanlara taşıyarak elektrik ve elektronik çağını başlatmıştır. Yüzlerce icadının yanı sıra bugün bile tam olarak hâkim olunamayan yeni bilimsel alanlar açmıştır. Alternatif akım ve motorları, radyo, radar, flüoresan, x-ışını, uzaktan kumanda, kablosuz iletişim Tesla’nın akla ilk gelen icatlarındandır. Tesla olmadan alternatif akımın ve buna uygun çalışan motorların, televizyonun, MR’ın (Manyetik Rezonans Görüntüleme), robotların, faks makinesinin ve daha birçok buluşun mümkün olamayacağını söyleyebiliriz. 800’ü patentli yaklaşık 1000’e yakın icadı olmasına rağmen bu deha günümüzde pek tanınmamaktadır. Yaşamı boyunca birçok engel ile karşılaşan Tesla’nın en büyük ve sürekli çabalarından biri, çalışmalarını sürdürebilmek için finansal kaynak bulabilmek olmuştur. Belki de döneminin çok ötesinde olduğu için anlaşılamayan, çoğu zaman yalnız ve maddi sıkıntılar içinde olan bu deha, son yıllarını geçirdiği New York’taki bir otel odasında 7 Ocak 1943’te yaşama veda etmiştir.

Devamını oku

Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: Bilim, Denemeler --- Etiketler:, , , , , , , , , ---

Kuantum Fiziği, Görelilik ve Doğanın Diyalektik Anlayışı

Enerjinin kuantalar (küçük parçacıklar) haline gelebildiğinin bulgulanması, kütle ve enerjinin eşdeğerliliği alanın da maddesel özellikte, maddenin somut biçimlerinden biri olduğunu göstermektedir. Şimdi klasik fiziğin görüş açısından alışılageldik madde imgesinin “kaybedildiği” ve madde üzerine felsefi spekülasyonların yapıldığı en hassas bölüme gelmiş bulunuyoruz.

Felsefi bir ironiyle de belirtmek gerekirse, maddenin sonsuz değişim özelliği ve hareketsel özellikleri içerisindeki kavranışıyla maddenin aldığı somut biçimlere göre maddeye ilişkin yorumlarımızda olabilecek değişmelerin kısaca doğaya ilişkin materyalist diyalektik kavrayışımızın özünü ve onu evrensel düzeyde genelleştirebilmemizin temellerini buluruz bu noktada.

Parçacıkların içsel enerji durumu; durgun kütle ve kinetik enerji gibi birinden diğerine, diğerinden öbürüne sıçramalı geçişler yapabilme ve bir ve aynı şeyin iki ayrı görünümü olarak ortaya çıkan parçacık ve dalgasal hareket özelliklerinin bilinmesi, maddeye ilişkin bilgimizi derinleştirip doğadaki hareketin diyalektiğinin daha derin bir kavranışına da ulaştırmaktadır bizi.
Devamını oku

Yorum Durumu: Bir yorum --- Kategori: Bilim --- Etiketler:, , , , , , , , , , , , , ---

Temel Fizik – Feynman

[Richard Phillips Feynman, The Feynman Lectures on Physics, Volume 1, Chapter 2: Basic Physics]

Giriş

Bu bölümde, fiziğin sahip olduğumuz en temel ilkelerini, nesnelerin doğasını şu anda nasıl gördüğümüzü inceleyeceğiz. Bütün bu fikirlerin doğrulanmalarının tarihine girmeyeceğiz, bunu zaman geçtikçe öğreneceksiniz.

Bilimsel olarak ulaştığımız şeyler sayısız şekilde ve nitelikte karşımıza çıkarlar. Örneğin, kıyıda durup denize baktığımızda suyu, dalgaları, köpükleri, çalkantıları, suyun sesini, havayı, rüzgârı ve bulutları, güneşi ve mavi gökyüzünü ve ışığı görürüz. Çeşitli renk, görünüm, sertlik ve dayanıklılıkta kum ve taşlar vardır. Belki mutluluk ve düşünme bile vardır. Doğadaki herhangi bir diğer görünüş de benzer çeşitlilikte nesneler ve etkiler barındırır. Nerede bulunursa bulunsun her zaman bunun kadar karmaşıktır. Merak, soru sormamızı sağlar; böylece öğrendiklerimizi bir araya getirir ve çeşitli yönlerden kazanılmış bilgiyi anlayamaya çalışırız. Nispeten az sayıda doğal nesnelerden ve etkiyen kuvvetlerden sonsuz türde birleşimler oluşabilmesi sonucuna vardığımız gibi.

Örnek olarak: Kum, kayadan farklı bir madde midir? Belki de kum, çok büyük miktarda minik kayadan başka bir şey değildir! Ay büyük bir kaya parçası mıdır? Kayaları anlarsak kumu ve ayı da anlamış olur muyuz? Rüzgâr, denizdeki suyun çalkantısı gibi havada oluşan bir çalkantı mıdır? Farklı hareketlerin ortak özellikleri nelerdir? Değişik türlerdeki seslerde ortak olan nedir? Kaç farklı renk vardır? Ve sorular böyle devam eder. Bu yolla her şeyi basamak basamak çözümleriz, başta farklı görünenleri toplar, farklı olanların sayısını indirmeyi umar ve sonuçta onları anlamaya çalışırız.
Devamını oku

Yorum Durumu: Yorum yok --- Kategori: Bilim, Felsefe --- Etiketler:, , , , , , , , , , , , , , , ---