17 Ağustos 2008
09
:05 |
Spinoza
|
0
fav |
0
yorum
| etiket:
ağırlık merkezi
,
eğitim
,
fizik
,
hareket
,
izafiyet teorisi
,
kimya
,
kuvvet
,
madde
,
sıcaklık
,
vektör
,
ısı Bir atomdan yaklaşık 100.000 kez daha küçük olan
ve atomun merkezinde bulunan zerreye atom çekirdeği denir. Çekirdek,
kütlesiyle, hatta ondan daha önemlisi çekirdek yükü ile, meydana
getirdiği atomun bütün özelliklerini belirler. Günlük yaşamımızı
biçimlendiren atomlar birbirleriyle etkileşerek kimyasal maddeleri
meydana getiriyor olsalar bile , çekirdeğin çok sağlam olması sebebiyle
atomlar değiştirilemezmiş gibi görünürler. Bir çekirdek çok sağlam
olmasına karşın yine de parçalanabilir. Atomlar yüksek hızlarla
birbiriyle çarpıştıkları zaman, iki çekirdek birbirine çarpabilir, daha
sonra ya parçalara ayrılabilir ya da birleşip yeni bir çekirdek meydana
getirebilirler. Aynı zamanda çekirdek altı parçacıklar meydana çıkar.
Yirminci yüzyılın birinci yarısının yeni fiziği bu parçacıkların
sırlarıyla dolu
Bu parçacıkların birbirine uyguladığı ve atom
çekirdeğini bir arada tutan kuvvetler öylesine güçlü ki, bu
parçacıkların çekirdek içinde ve dışında hızları 300.000 km/sn olan
ışık hızına yaklaşır. Bu hızlar hesaba katıldığında, on dokuzuncu
yüzyıl fizik yasalarının ikinci kez değiştirilmesi yani Einstein’ın
özel görelilik teorisini dikkate almamız gerekir.
Bu teori de Einstein’ın 1905’te yayımladığı bir teorinin sonucuydu.
Einstein’ın başlangıç noktası şuydu : Dış uzayda laboratuarda yapılan
bir deney, laboratuarın ne kadar hızlı ve hangi yöne hareket ettiğine
bağlı olmayan bir sonuç verir. Bu laboratuarda ışık hızını ölçmeye
çalışırsanız bu hızın laboratuarın hızına ve hareket yönüne bağlı
olmadığını görürüsünüz. Acayip bir şey! Diyelim bir uzay gemisinin hızı
50.000 km/sn. Uzay gemisinde ışığın hızının bir yönde 350.000 km/sn’ye
hıza çıkacağını, öbür yönde ise 250.000 km/ sn’ye düşmesini
bekleyebilirsiniz. Dik yönlerde ise normal 3000.000km/sn’den biraz
farklı olmasını tahmin edebilirsiniz.
Böyle bir deneyin yapılabilmesi için hassas saatlere ve çubuk metrelere
ihtiyaç vardır.Bunun da ötesinde, değişik saatlerin birbirlerine göre
ayarlanması gerekir. Saatler ve çubuk metrelerin laboratuarın hızından
pekala etkileneceğini, Hollandalı Hendrik Antoon Lorentz ( 1853-1928
)ile ondan bağımsız olarak ve birkaç yıl daha önce ( 1889’da )
İrlandalı George Francis Fitzgerald tarafından öne sürülmüştü.
Hollanda’dahi bir çok kimse Lorenz’i başka bir özelliğiyle tanır.
Hollanda’da Zuyderzee’de, bir barj inşaatını değerlendirmek amacıyla
kurulmuş olan bir komiteye başkanlık ediyordu.Kuzey Denizi’ni
Zuyderzee’den ayırmak için 32 kilometrelik bir önleme barajının
yapılması gerekiyordu. Gelgit hareketlerinden dolayı su akımlarını
hesaplanması zorunluluğu ortay çıkmıştı. O zamanlar bilgisayarların
olmadığı düşünülecek olursa, Lorentz’in hesaplamaların nedenli hassas
olduğu anlaşılır.
Lorentz, hareketli saat ve çubuk metrelerin kendi hareketlerinden
etkileneceklerini düşünmüştü. Bu etkilerin bir sonucu olarak hareket ve
hareketsizliğin göreli kavramlar olduğunu tam olarak anlayan kişi
Einstein oldu. Işık hızının ölçülebildiği öyle mutlak durgun yada
mutlak gözlem çerçevesi diye bir şey yoktur.
Göreli olması gereken başka şeylerde çıktı. Bu teoride kütle ( m
kütlesi Newton’un F=m.a yasasında tarif edildiği gibidir. Çağdaş fizik
hocaları kütleyi hızdan ayrı düşünmeye yeğler.) enerji de hıza
bağlıdır.Aynı şey elektrik alan ve manyetik alan şiddetleri içinde
geçerlidir. Einstein bir maddenin kütlesinin onun içerdiği enerjiyle
orantılı olduğunu keşfetti. Bir parçacığın “ durgun enerjisi”
parçacığın durgun kütlesiyle orantılıdır.
E = m . c2
Burada E parçacığın enerjisi, m kütlesi ve c evrensel sabit olan ışık hızıdır.
Bu denklem ışığın hızının çok büyük olması sebebiyle her parçacığın çok
fazla enerjisi olduğunu söylüyor. İşte bu yüzden Görelilik ilkesi fizik
açısından çok önemli oldu. Her şey ve herkes için görelilik ilkesi
geçerliyse, o zaman teori kendi içinde uyumludur. Yüksek hızlarla
giderken sadece saatler yavaşlamaz, aynı zamanda canlı veya cansız
bütün süreçler ışık hızına yakalaştığında teorinin ön gördüğü şekilde
davranır. İnsan kalbi biyolojik bir saattir, dolayısıyla ışık hızına
yakın bir hızdan hareket eden bir uzay gemisinde Dünya’dakine göre daha
yavaş çalışacaktır. Bu garip durum Einstein tarafından ortaya koyulan
ve “ikizler paradoksu” olarak bilinen olaya yol açar. Bu paradoksa göre
tek yumurta ikizlerinden Dünya’da kalanı ile ışık hızına yakın bir
hızda seyahat edeni farklı hızda yaşlanır. İkizlerden uzay aracında
olanı, yani aracın motorunun ivmesini hissedeni, diğerinden genç kalır.
Diğerinin Dünya’nın çekim alanını hissetmesi olayı genel görelilik
ilkesi kapsamında ele alınmalıdır. Bununla birlikte ikizlerden hiçbiri
içinde bulunduğu laboratuarın mutlak hızını hesaplayamaz.
Einstein’ın özel görelilik teorisine göre uzay ve zamanı algılama
biçimimiz, nerede bulunduğumuza ve nasıl hareket ettiğimize bağlıdır.
Hızlı bir trende bulunan bir kişi saatlerini ayarlamış ve trenin
uzunluğunu ölçmüş olabilir, ancak dışarıdaki bir gözlemci için, ağaçlar
arsındaki uzaklıklar değişmediği halde, terenin uzunluğu biraz
kısalmakta ve saatler aynı zamanı göstermemektedir.
Einstein bu yüzden kütle çekim yasalarının da görelilik ilkesine
uydurulması gerektiğini çok hızlı bir şekilde algıladı. Kütle çekim
kuvvetinin küçük cisimler üzerinde önemli bir etkisi yoktur. Atom altı
parçacıklar söz konusu olduğunda kütle çekimi son derece zayıftır. Bu
nedenle bizim konumuzda kütle çekiminin pek rolü olmayacaktır. Bununla
birlikte, Einstein’ın karşılaştığı problem son derece küçük parçacıklar
arsındaki diğer kuvvetleri anlamak bakımından da önem kazanacaktır. Bu
yüzden onu 10 yıl uğraştıktan sonra bulduğu çözümü açıklayalım.
Görelilik ilkesini kütle çekim ilkesine uygulamak için ilkenin şu
şekilde genişletilmesi gerekirdi. Laboratuarınızın mutlak hızının
hesaplanmasının imkansız olmasının yanı sıra, küte çekim kuvvetlerinin
etkisi sonucunda bu hızda meydana gelecek değişmeleri ayırt etmekte
imkansız olmalıdır.
Einstein yer çekiminin uzay ve zamana yaptığı etkinin, bir miktar
ıslaklığın düz bir kağıt parçasında üzerindeki aynı olacağı sonucuna
vardı: Kütle çekimi uzay zamanı eğer. Ortaya çıkan eğriler ve kıvrımlar
düzleştirilemez. Eğri uzayların matematiği günümüzde biliniyor. Ancak,
Einstein zamanında böyle soyut ve hayali matematiksel kavramları fizik
yaslarını formüle etmek için uygulamaya kalkmak tamamen yeni bir şeydi.
O yüzden Einstein’ın bu konuları öğrenmesi yıllar aldı. Yetmiş beş yıl
sonra, günümüzde matematikçiler ileri matematikle flört etmeye iyice
alıştılar. Yalnız bu gün bile problem sadece soyut matematikle uğraşmak
değil; çoğu zaman en zor olanı, doğru matematiksel denklemleri ve
formülleri bulmaktır. Bir kere denklemleri bulursak onun karışık
kısımlarını ayıklar ve bilgisayar kullanarak problemi çözebiliriz. Ama
denklemler nerede?
Einstein’ın kütle çekimi teorisine genel görelilik teorisi denir.
17 Ağustos 2008
09
:01 |
Spinoza
|
0
fav |
0
yorum
| etiket:
ağırlık merkezi
,
eğitim
,
fizik
,
hareket
,
kimya
,
kuvvet
,
madde
,
nasıl yayılır ve gölge olayları
,
sıcaklık
,
vektör
,
ısı
,
ışık nedir
Çevremizdeki cisimleri sahip olduğumuz b duyu
organımızla tanıyıp algılamaya çalışırız Bu organlarımızdan en önemlilerinden
birisi de gözümüzdür. Çünkü etrafımızda meydana gelen bir çok şeyi görerek tanır
ve onlar hakkında fikir ediniriz. Görme olayı ise tamamen ışıkla gerçekleşir.
Etrafımızdaki cisimlerden bir kısmı ışık yayarak görünürler (Güneş yıldızlar
yanan kibrit lamba ateş böceği gibi) Ayrıca ışık yaymadıkları halde ışık
kaynaklarından yayılan ışığı yansıtarak görünen cisimler de vardır. (Çiçekler ev
masa sıra gibi) İşte cisimleri görmemizi sağlayan göze gelerek bize algılatan
enerjiye ışık diyoruz.
ışık Kaynakları
Hangi ortamda olursa
olsun gece ve gündüz kendiliğinden ışık yaya rak görülebilen cisimlere ışık
kaynağı denir. Işık kaynakları yapıları- na göre sıcak (akkor) ışık kaynakları
ve soğuk (akkor olmayan) ışık kaynakları olmak üzere ikiye ayrılır
Sıcak
ışık kaynakları ısı yoluyla ışık yayan (Güneş mum alevi ampul kızgın ****ller
gibi) kaynaklardır Soğuk ışık kaynakları ise elektrik ve manyetik etkilerle ışık
veren (Flüoresan lamba ateş böceği gibi) kaynaklardır
Üzerine düşen ışığı
geçirip geçirmemelerine göre Maddeler üç kısım da incelenir Üzerlerine düşen
ışığı tamamıyla geçirebilen cam su ve hava gibi maddelere saydam maddeler denir
Üzerlerine düşen ışığın bir kısmını geçiren maddelere yarı saydam madde denir
Buzlu cam yağlı kağıt gibi ortamlar da yarı saydam maddelerdir. Bir de ışığı hiç
geçirmeyen bakır kitap duvar gibi maddeler vardır ki bunlara say- dam olmayan
maddeler denir.
ışık Nasıl Yayılır
ışık kaynaklarından yayılan
ışınlar homojen ortam içerisinde doğru boyunca ilerler. Işığın ilerlemesi için
ortama ihtiyaç yoktur Işık homojen saydam ortam içerisinde sabit hızla yayılır
ve ışık hızı ortama göre değişir. Işığın boşlukta yayılma hızı yaklaşık olarak
saniyede üç yüz bin kilometredir (c = 3.108 mis) Işık ışınlarının bir yılda
gittikleri (946 1012 km) uzaklığa bir ışık yılı denir.
Tam Gölge Yarı
Gölge
Kaynaklardan yayılan ışınlar ortamda ilerlerken saydam olmayan
cisimler üzerine düşerlerse cisimleri geçemediklerinden dolayı cisimlerin arka
tarafında karanlık bölgeler oluşur. Meydana gelen bu karanlık bölgeye gölge
denir Gölgenin şekli saydam olmayan cismin şeklinin en büyük kesiti gibidir
Bunun sebebi noktasal ışık kaynağından çıkan ışığın doğrusal olarak yayılmasıdır
Kare küp şeklindeki cisimlerin gölgesi kare; daire ve küre şeklindeki cisimlerin
gölgeleri de dairesel olur.ışık kaynağından çıkan ışınların hiç düşmediği
bölgele re tam gölge kaynağın bazı bölgelerinden ışık düşüp bazı gölgelerin den
ışık düşmediği bölgelere de yarı gölge denir. Gece oynanan maçlarda sporcuların
üç dört tane gölgelerinin olması yarı gölgeye güzel bir örnektir Dört gölgenin
oluştuğu alana ışık düşmesine rağmen diğer bölgeler daha aydınlık olduğundan o
bölgeler yarı karanlık gözükür.
Ay ve Güneş Tutulması
Üzerinde
yaşadığımız dünya güneş ve kendi ekseni etrafında olmak üzere iki türlü dönme
hareketi yapar.
Dünyanın kendi ekseni etrafında dönmesi ile gece ve
gündüzler güneş etrafında dönmesi ile de mevsimler oluşur. Dünyanın kendi
etrafında bir tur dönmesi için geçen süre 24 saat yani 1 tam
gündür.
Dünya güneş çevresinde eliptik bir yörüngede dolanır. Dünyanın bu
dönüşü sırasında kutuplarından geçen eksen dönme ekseni ile 23°27 açı yapacak
şekilde olur.
Dünyanın güneş etrafındaki hareketi gibi ay da hem kendi
etrafında hem de dünya etrafında dönme hareketi yapar. Ayın kendi etrafındaki
dönme periyodu dünya etrafındaki periyoduna eşit ve 273 gündür. Bundan dolayı
dünyadan bakıldığında sadece ayın bir yüzeyi görülür. Görülen bu yüzeyin ne
kadarı güneşten aldığı ışığı yansıtıyorsa dünyadan sadece o kısmı
görülür.
Düzlem
Aynalar
Yansıma
Saydam ortamda hareket eden ışığın herhangi bir yüzeye
çarpıp geri dönmesine yansıma denir. Yansıma olayında ışığın hızı frekansı rengi
yani hiçbir özelliği değişmez. Sadece hareket yönü değişir.Bir yüzeyle 90° lik
açı yapan dikmeye yüzeyin normali denir. Gelen ışınla normal arasındaki açıya
gelme açısı yansıyan ışınla normal arasındaki açıya da yansıma açısı denir.
Yansımanın iki Yasası Vardır
1. Gelen ışın normal ve yansıyan
ışın aynı düzlemdedir.
2. Gelme açısı yansıma açısına eşittir. (a =
3)
ışınların geldiği yüzey düzgün olursa bu yüzeyin her noktasında
normaller birbirine paraleldir. Dolayısıyla yüzeyin bütün noktalarına gelen
ışınların gelme açıları birbirine yansıma açıları da birbirine eşit olur
17 Ağustos 2008
08
:49 |
Spinoza
|
0
fav |
0
yorum
| etiket:
ağırlık merkezi
,
eğitim
,
fizik
,
hareket
,
kimya
,
kuvvet
,
madde
,
sıcaklık
,
vektör
,
ısı
,
ışığın hızı Işığın Hızı
Gökteki bir jet uçağının gürültüsünü işitip, elimizde olmadan sesin
geldiği yöne doğru baktığımız olmuştur. Uçağı sesin geldiği noktadan
çok daha ileride görmüşüzdür. Uçağın gerçek yerini kestirirken
kulaklarımızdan çok gözlerimizi inanırız. Niçin gözlerimize inandık? O
kadar uzaktan sesin bize ulaşması için epeyce zaman geçeceğini, ayrıca
ışığın sesten çok hızlı yayıldığını biliyoruz. Uçağın, gördüğümüz
noktadan daha geride olabileceğini düşünmedik, çünkü ışığın gerçekten
çok hızlı yayıldığına inanırız. Galileo ışığın hızını ölçmek için sesin
hızını ölçmekte kullandığına benzer bir yöntem önermişti. Bu yöntemde;
iki adam, ölçülmüş bir uzaklığın birer ucunda, ellerinde örtülü birer
fenerle dururlar. Birinci adam fenerinin örtüsünü kaldırırken bir
kronometreyi işletir, ikinci adam birincinin fenerinden gelen ışığı
gördüğü anda kendi fenerini açar. Birinci adam bu sefer ikincinin
fenerinden gelen ışığı görür görmez kronometreyi durdurur. Galileo bu
metotla ışığın birinci adamdan ikincisine gidip gelmesi için geçen
zamanı ölçmeyi ummuştu. Işık pek hızlı yayıldığını için bu metotla ışık
hızı ölçülemedi. Fakat, bu deney büsbütün başarısız sayılmazdı. Bu
deney ışık hızının kısa uzaklıklarda, o zamanın kaba kronometreleriyle
ölçülemeyecek derecede büyük olduğunu açıkça gösterir.
Işık hızının sonlu olduğu hakkındaki ilk kanıt, 1676 yılında Olaf
Roemer tarafından, Jüpiter gezegeninin uydularının hareketinin
gözlenmesi sonucunda elde edildi. Bu uydular her dönüşte bir defa
Jüpiterin gölgesinde kaybolup yine görünür. Uydulardan herhangi birinin
iki ardışık tutulması arasındaki zaman onun bir dönme süresidir. Bu
dönme sürelerinin sabit olmadığı gözlenmişti. Periyotlar (uyduların
dönme süreleri), Yerküre Güneş çevresindeki yörüngesinde Jüpiterden
uzaklaşırken büyük; Yer Jüpitere yaklaşırken ise biraz küçük
görünüyordu. Remer şöyle düşündü: Yerküre jüpiterin uydularının
hareketlerini etkilemez; fakat Yer Jüpiterden uzaklaşırken uydunun
ardışık iki tutulmasından kurtulduğu anlarda Yerküreye gelen ışık.
Yerküreye ulaşıncaya kadar daha fazla yol alır. Fazladan alınacak yolun
yine fazladan zaman gerektirmesi, ışığın bir anda yayılmadığını, ışık
hızının sonlu olduğunu gösterir.Bu, Roemer'in büyük katkısı idi.
Bununla beraber o zaman, ışık hızının sayısal değeri iki nedenden
dolayı kesinlikle hesaplanamadı. Birinci neden, Roemer ışığın
Yerkürenin yörüngesini geçme zamanını hatalı ölçülmüştü, ikinci neden
de Yerkürenin yörüngesinin çapı kesinlikle bilinmiyordu.
Tutulma zamanındaki gecikmelerin daha sonraki ölçüleri ışığın Yer
yörüngesini geçme süresinin 16 dak 20 s olduğunu gösterdi. Yerin
Güneşten ortalama uzaklığı 1,47 X 1011 m olarak bilinir. O halde,,
ışığın hızı
C = 2 X 1,47 X 1011 m / 980 s = 3,00 X 106 m/s bulunur.