Fizik Nedir?

29.07.2017 - 12:07

Fizik dersini hepimiz biliyoruz. Bu derste karşımıza çıkan şeyleri de biliyoruz. Ancak fizik nedir sorusunu yanıtlayabiliyor muyuz? Fiziğin kısaca tanımını birçoğumuz yapamaz eminim. Bu yazıda fiziği ele alacağız. Fizik bilimi ne ile uğraşır ve neleri inceler bunları göreceğiz. Fizik dersine giriş yapmak isteyenler fiziğin doğası konusundan başlayabilirler.

Bilimsel düşünmeye ve bu bilimsel düşünmeyi uygulamaya koymaya fen; canlı ve cansızların yapılarını, işlevlerini ve birbirleriyle olan ilişkilerini inceleyen bilimlere fen bilimleri denir. Fen bilimleri; fizik, kimya ve biyoloji olmak üzere üçe ayrılır:

Fizik: Evrenin yapısını, evreni oluşturan en küçük temel parçacıklardan başlayarak en büyük galaksilere kadar tüm madde ve özellikleri ile değişim ve etkileşimlerini inceleyen; doğadaki olayların işleyişine hükmeden en genel yasaları bulan ve bu yasaları insan için kullanan bilim dalıdır.

Kimya: Maddelerin yapısını ve birbirleri ile olan etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır.

Biyoloji: Canlı yapısı, hücre ve hücre içinde geçen temel hayat olayları ile canlıların davranışlarını, çevreleri ile olan iliş kilerini ve yeryüzündeki dağılımlarını inceleyen bilim dalıdır.

Doğa olaylarından; canlı varlıklarla ilgili olanlar biyolojinin, maddenin yapısal özellikleri ile ilgili olanlar kimyanın, maddenin yapısal özellikleri dışında kalan özellikler ve bunun üzerinde gerçekleşen olaylar fiziğin konusudur.

Fiziğin Alt Dalları

Fiziği ele alırken bölümlere ayırıp inceleriz. Fiziğin alt dalları:

Mekanik: Klasik mekanik ya da Newton mekaniği diye de adlandırılır. Atomlarla karşılaştırıldığında oldukça büyük cisimleri ve ışık hızından çok daha düşük hızlarla hareket eden sistemleri inceler. Mekanik, kuvvetlerin etkisi altında kalan cisimlerin hareketini ve durgun hâllerini inceleyen bilim dalıdır.

Elektrik: Elektrik, elektriksel yükün varlığı ve akışında meydana gelen çeşitli olayları tanımlayan sözcüktür. Elektriksel yük, elektriksel potansiyel, elektrik akımı gibi temel kavramları açıklar. Cisimler üzerinde bulunan hareketsiz yükler, durgun elektriği oluşturur. Yük, hareket ettiğinde akım oluşur.

Manyetizma: Demir, nikel, kobalt gibi maddeleri çekme özelliği olan maddelere “mıknatıs” denir. Yüklü parçacıklar arasındaki elektromanyetik kuvvet, doğadaki temel kuvvetlerden biridir. Manyetizma bu kuvvetlerin başlıca özelliklerini, yüklü parçacıkların manyetik alanda hareketini, manyetik alanın özelliklerini ve kaynağını inceleyen bir fizik dalıdır.

Atom Fiziği: Maddenin yapısına inildiğinde molekül ve atomlarla karşılaşılır. Atom fiziği, bu yapıyı aydınlatmaya çalışan fiziğin bir dalıdır. Atomlar çok küçük olduğundan özellikleri ancak dolaylı deney teknikleriyle anlaşılabilir. Tüm kimyasal elementler, özgün dalga boylarında ışınımlar veren tayflar gösterir. Atom fiziği, bu tayflardan yararlanarak maddenin yapısını aydınlatır.

Termodinamik: Termodinamik, fiziksel olayların oluşum koşullarını ve ara etkileşimlerini, enerji ve entropi değişimleriyle inceleyen bilim dalıdır. Özellikle sıcaklık ve ısı kavramlarını, ısı aktarımını, ısı iletkenliğini, genleşmeyi ve ısı ile diğer enerji biçimleri arasındaki dönüşümleri inceler. Termodinamik, fiziğin enerji ve enerjinin şekil değiştirmesiyle uğraşan kolu olarak tanımlanır.

Optik: Optiğin konusu; ışığın doğası, özellikleri ve madde ile olan etkileşmeleridir. Buna bağlı olarak girişim, kırınım, polarlama, yansıma ve kırılma gibi ışık yasalarını araştırır. Mercek, dürbün, teleskop, mikroskop gibi optik araçların yapımı ve geliştirilmesi de optiğin konusudur.

Nükleer Fizik: Atomdan yaklaşık on bin kez küçük olan atom çekirdeğinin yapısını, temel özelliklerini, parçacık yapısını, bağ enerjisini, manyetik, elektrik, dinamik özelliklerini ve kararsız çekirdeklerin ışımalarını araştıran bilim dalıdır. Kararsız radyoaktif çekirdekler; alfa parçacığı, beta parçacığı, kütlesiz nötrinolar, pozitronlar gibi parçacıklar da salarlar. Çekirdek tepkimeleri ve nükleer kuvvetler bu alanda incelenir.

Katıhâl Fiziği: Katıhâl fiziği, şekil değiştiremez maddelerle veya katılarla ilgilenir. Maddelerin elektriksel, manyetik, optik ve esneklik özelliklerini araştıran fiziğin bir dalıdır. Kristallerin oluşumu, atomların kristaller içindeki yerleşme düzeni, aralarındaki uzaklık, bağ açıları, katıların ısı sığası, ısısal iletkenlik, ısısal genleşme, elektriksel iletkenlik, iletkenler, yarı iletkenler, yalıtkanlar, süper iletkenler incelediği konulardan bazılarıdır.

Fizik Ne ile Uğraşır?

Fizik çalışmaları yapılırken maddenin boyutuna bakılmaz. Makro âlemden (ev ren, galaksiler, yıldızlar, gezegenler, Dünya) mikro âleme (moleküller, atom, çe kir dek, proton, kuark, mezon) kadar tüm maddelerin hareketleri ve bu hareketlerle ilgili olaylar fiziğin ilgi alanına girer. Fiziğin geçerli olduğu sınırları çizmek oldukça zordur. Çok genel bir ifade ile fizik; Dünya’ya uzaklığı 10²³ m olan en uzak galaksiden tutun da maddenin temelini oluş turan atomdaki çekirdekte bulunan ve yarıçapı 10^–15 m olan protona kadar tüm sis temleri, bu sis temlerin birbirleriyle ve çevreleriyle olan etkileşmelerini inceler.

Bilim ve teknolojideki yeni gelişmeler, ilerleme ve keşifler fiziğin sınırlarını sürekli değiştirmektedir. Zira 1930’lu yıllarda sadece atomu oluşturan proton ve nötron incelene bilirken günümüzde proton ve nötronu oluşturan kuarklar hatta kuarklardan daha küçük olan mezonlar fiziğin çalışma alanına girmiştir. Fiziksel büyüklükler arasındaki belirli bağıntılar, fizik yasaları olarak ortaya çıkar. Fizik yasaları, deneysel gerçekle re dayanmaktadır. Her fizik yasası belirli sınırlar içinde geçerlidir. Örneğin atomdan daha küçük parçacıklar için nükleer fizik yasaları, düşük hızda hareket için klasik fizik yasaları ve ışık hızına yakın hızlarda rölativisttik (göreceli, sonucu gözlemciye göre değişen) fizik yasaları kullanılır.

Temel doğa bilimi olan fizik; evrenin sırlarını, madde yapısını ve bunların arasındaki etkileşimleri açıklamaya çalışırken gözlem ve deney metodunu kullanır. Fizik, bilim olarak deneysel sonuçlara dayanmaktadır. Özünde deneysel bir bilimdir. Fizikte hipotezler öncelikle gözlem ve deneylerden elde edilen bilgiler üzerine kurulur. Hipotezlerin doğruluğu deneylerle kanıtlandığında teori adını alır. Bu teoriler, birkaç prensipten yola çıkarak birçok olayı birleştirip açıklar. Her yeni fizik teorisinin çıkış amacı, eski teorilerin açıklayamadığı gözlem sonuçlarını açıklamaktır. Eski teori kendi çizdiği sınırlar içinde gelişerek belirli olayları açıklayabilir. Açıklayamadığı deney sonuçları ortaya çıktığında geçerliliğini yitirir. Yeni bir teori ile bu olaylar açıklanmaya çalışılır. Her yeni teorinin temel düşüncesinde fiziksel fikirler, idealleştirilmiş objeler, modeller, prensipler, temel denklemler, fizik sabitleri ve yeni terimler yer almaktadır. Yeni bir fizik teorisi, teorinin temelinde yatan deneyleri ve bilinen tüm deneysel olayları ispatlamak zorundadır.

Fizik, matematik gibi yalnız tasarlayıcı değil, aynı zamanda kurucudur ve teori ile deney arasında bütünleştirici bir rol oynar. Bundan dolayı fizikçileri deneysel ve teorik çalışanlar olarak sınıflandırmak hiç de yanlış olmaz. Fizik; gerek kökeni, gerekse incelediği konu bakımından doğa ile ilişkili olduğundan doğa bilimi olarak da tanımlanır.

Fizik biliminin insanlığa sunduğu olanaklar saymakla bitmez. Bu olanaklar iki yönlüdür. Birincisi insanlığa faydalı yönü, ikincisi de zararlı yönüdür. Örneğin uranyum ve plütonyum atomlarının parçalanmasıyla çok büyük bir enerji açığa çıkar. Bu enerji istendiğinde insanlığın yararına sunularak elektriğe veya herhangi bir enerji çeşidine dönüştürülebileceği gibi atom bombası yapımında da kullanılabilir.

Atom bombası patladığı anda 1 milyon derecelik bir sıcaklık oluşur. Oluşan sıcak hava, çevredeki her şeyi kavurur, ortaya çıkan radyasyon tüm canlı varlıkların zarar görmesine hatta o bölgedeki yaşamın sona ermesine neden olur. Sonuç olarak; bilimin insanlığa sunduğu olanaklar iyi amaçla kullanılmalı, kötü amaçla kullanımı engellenmelidir.

Fizik Bilimi ile İlgili Örnekler

Fizik bilimi neleri inceler öğrendik. Şimdi öğrendiklerimizle ilgili örnekler yapalım.

Örnek: Aşağıdakilerden hangisi fiziğin alt dalları arasında yer almaz.

A) Biyofizik

B) Optik

C) Termodinamik

D) Mekanik

E) Manyetizma

Çözüm: Örnekte yer alan optik, termodinamik, mekanik ve manyetizma fizik alt dalları içerisindedir. Ancak biyofizik fizikle biyolojinin ortak çalıştığı başka bir bilimsel alandır. Bu durumda cevap A seçeneği olur.

Örnek: Aşağıdakilerden hangisi fiziğin çalıştığı alanlardan biri değildir?

A) Isınan cisimlerin genleşmesi

B) Canlıların çoğalması

C) Kuarklar ve mezonlar

D) Elektromanyetik olaylar

E) Işığın yapısı

Çözüm: B seçeneğindeki canlıların çoğalması başka bir fen bilimi olan biyolojinin çalıştığı alandadır. Diğer seçenekler fiziğin çalışma alanı içerisindedir. Dolayısıyla cevap B seçeneğidir.

Etiketler:

fizik

Yorumlar

Yorum Yap

Fizik Nedir?

Fiziğin Alt Dalları

Fizik Ne ile Uğraşır?

Fizik Bilimi ile İlgili Örnekler

Son Eklenenler

Son Etiketler