Dalgalar Fiziği

Mekanik Dalgalar
Pek çok esnek cisimlere bir kuvvet uygulanip kesildiginde tit resim hareketi yapar.Yani,bu cisimleri n sekilleri bir kez bozuldugu zaman , Denge konumuna gelmeye çalisir.Hatta bir kati içindeki atomlar , kom su atomlara bir yayla bagliymis gibi bir denge konumuna göre titresir.

Dalga hareketi titresim(salinim) olayi ile yakindan ilgilidir.Ses dalgalari, deprem dalgalari,gerilmis yaydaki dalgalar ve su dalgalari gibi bütün dalgalar,titresim kaynaklari tarafindan olusturulur.Bir ses dalgasi , hava gibi bir ortam içinde ilerlerken ortamin molekülleri ileri-geri titresir.Su dalgalarida bir havuzda yayilirken ,su molekülleri asagi yukari dogru titresir.Dalgalar bir ortamdan geçerken ortamin parçaciklari periyodik olarak hareketine devam eder.Böylece;parçaciklarin hareketi , salinan bir sarkacin yada yay bagli bir kütlenin hareketine çok benzer.

Elektriklenme Çeşitleri

Sürtünme ile Elektriklenme
Saçımızı tararken, yün kazagımızı çıkarırken çıtırtılar duyulur. Otomobilden inerken kapı kolu ile el arasında elektrik akışı olur. Bu ve benzeri örneklerdeki olayların nedeni elektriklenmedir.

Sürtünme ile elektriklenmede birbirine sürtünen cisimlerden biri diğerine elektron verir ve kendisi pozitif (+) yükle yüklenir. Elektron alan cisim üzerinde (–) yük fazlalığı oluşacağı için negatif (–) yükle yüklenir. Alınan yük verilen yüke eşit olduğu için yük miktarı eşittir.

Sürtünme Kuvveti

Sürtünme kuvvetleri basit ve oldukça genel kanunlarla tanımlanabilir.Böylece sürtünme kuvvetlerinin nedeni tam olarak bilinmeden birçok problem çözülebilir.Sürtünme kanunlarının uygulamalarına geçmeden önce kısaca bu kuvvetlerin kaynağını ve doğasını içeren görüşleri inceleyelim.

Kütlesi m olan bir bloğu uzun ve yatay bir masa üzerinde Vo başlangıç hızı ile harekete geçirirsek bir süre sonra duracaktır. Bunun anlamı hareketi sırasında bloğun, hareket yönüne zıt yönde bir ortalama ivme a hissetmesidir. Eğer (eylemsiz bir koordinat sisteminde) herhangi bir cisim ivmeleniyorsa ,Newton’un ikinci kanunu kullanılarak harekete neden olan kuvvet tanımlanır. Öyleyse masa üzerinde kayan bloğun yavaşlamasının nedeni masa tarafından bloğa uygulanan ve ortalama değeri m.a olan sürtünme kuvvetidir.

Maddenin Elektriksek Doğası

Bugün pekçok elektrikli cihaz kullanıyoruz. Elektriği elde etmek için, bazen su türbinlerinden, bazen pillerden yararlanıyoruz. Bazense elektriğin güçlü etkisine, yağmurlu havalarda şimşek çaktığında şahit oluruz. Bazen yünlü bir kazağı arkamızdan çıkartırken çıtırtılar duyarız. Eğer kazağı karanlık bir odada çıkartıyorsak bu çıtırtılara çok minik kıvılcımların (belki bu kıvılcımcıkları şimşeklerin çok minik kopyaları olarak düşünebiliriz.) eşlik ettiğini de görebiliriz. Eğer elimizdeki kazağı sönük bir floresan lambaya yaklaştırırsak lambanın hafifçe parladığını da görürüz. Yünlü bir eşyaya sürülmüş ebonit çubuk kağıt parçacıklarını çeker. Bunun nedeninin ebonit çubuk üzerindeki elektrik yükleridir.

Maxwell Denklemleri

Maxwell denklemleri, James Clerk Maxwell in toparladığı dört denklemli, elektrik ve manyetik özelliklerle bu alanların maddeyle etkileşimlerini açıklayan bir settir. Bu dört denklem sırasıyla, elektrik alanın elektrik yükler tarafından oluşturulduğunu (Gauss Yasası), manyetik alanın kaynağının, manyetik yükün olmadığını, yüklerin ve değişken elektrik alanların manyetik alan ürettiğini (Ampere-Maxwell Yasası) ve değişken manyetik alanın elektrik alan ürettiğini (Faraday’ ın indüksiyon Yasası) gösterir.

Ohm Kanunu

Bir elektrik devresinde; Akım, Voltaj ve Direnç arasında bir bağlantı mevcuttur. Bu bağlantıyı veren kanuna Ohm kanunu adı verilir.

1827 yılında Georg Simon Ohm şu tanımı yapmıştır:

“Bir iletkenin iki ucu arasındaki potansiyel farkının,iletkenden geçen akım
şiddetine oranı sabittir.”

Atom ve Elektronlar

Maddenin temelinde atom adı verilen çok küçük parçacıklardan oluştuğu kavramı eski yunanlılara kadar uzanır.

Maddenin temelinde atom adı verilen çok küçük parçacıklardan oluştuğu kavramı eski yunanlılara kadar uzanır. Milattan önce 5. yüzyılda Leucippus ve Democritus maddenin sonsuz küçük parçacıklara ayrılamayacağını öne sürdüler.Onlar,bir madde daha küçük parçalara bölünmeye devam edilirse en sonunda atomun bölünmeyeceğini iddia ediyorlardı.Atom sözcüğü Yunanca’da bölünmez anlamına gelen atomos sözcüğünden türetilmiştir.

Eski yunan atom kuralları planlı deneylere dayanmıyordu.Bunun için yaklaşık 2000 yıllık bir zaman süresince atom kuramı sadece tartışılmaktan öteye gidilmedi.Atomların varlığı Robert Boyle tarafından THE SCEPTiCAL CHYMiST (1661),Isaac Newton tarafındanda Principia (1687) ve Opticks(1704) kitaplarında kabul edilmişti . Fakat John Dalton’un 1803-1808 yılları arasında geliştirip önerdiği atom kuarmı kimya tarihinde en önemli aşamalardan biri olmuştur.

Sıvıların Kaldırma Kuvveti

Sıvıların Kaldırma Kuvveti ve Arşimet’in Hayatı: Eski Yunan matematikçi ve fizikçisidir. (Syrakusai M.Ö. 287-ay.y. 212) Genç yaşta öğrenimini tamamlamak ve ünlü bilim adamı Eukleides’ in derslerini izlemek üzere Antik çağın kültür merkezi olan iskenderi‘ ye gitti. Yer kürenin çevresini zamanına göre çok iyi bir yaklaşımla veren Eratusthenes ile tanıştı. Yurduna döndükten sonra kendini tamamıyla ilmi çalışmalara adadı. Matematik, fizik ve astronomi üzerinde çalıştı.

ilk olarak Arşimet daire çevresinin çapına oran olan pi sayısını,daire içine ve dışına çizilmiş düzgün çokgenler yardımıyla yaklaşıklıkla veren bir metot ortaya koydu. Çok büyük sayıları kolaylıkla belirtmeye yarayan bir yöntem bularak Yunan sayı sistemini geliştirdi. Yayların toplama ve çıkarma formüllerini buldu. Koniklerin (elips, parobol,hiperbol) kendi çevresinde dönmesiyle oluşan geometrik şekilleri inceledi. Arşimet ‘in mekanik alanda da başarıları vardır.

Atomun Elektrikli Yapısı

Çekirdekteki Dev Güç
Güçlü Nükleer Kuvvet Çevremizde gördüğümüz her şeyin, kendimiz de dahil olmak üzere atomlardan oluştuğunu ve bu atomların da pek çok parçacıktan meydana geldiğini gördük. Peki bir atomun çekirdeğini oluşturan tüm bu parçacıkları bir arada tutan güç nedir? işte çekirdeği bir arada tutan ve fizik kurallarının tanımlayabildiği en şiddetli kuvvet olan bu kuvvet,”güçlü nükleer kuvvet"tir.

Bu kuvvet atomun çekirdeğindeki protonların ve nötronların dağılmadan bir arada durmalarını sağlar. Atomun çekirdeği bu şekilde oluşur. Bu kuvvetin şiddeti o kadar fazladır ki, çekirdeğin içindeki protonların ve nötronların adeta birbirine yapışmasını sağlar. Bu yüzden bu kuvveti taşıyan çok küçük parçacıklara Latince’de”yapıştırıcı" anlamına gelen”gluon" denilmektedir. Bu yapışmanın şiddeti çok hassas ayarlanmıştır.

Elektrostatik Nedir

Atomda proton ve nötrondan oluşan bir çekirdek ve çekirdeğin çevresinde yörüngelerde hareket eden elektronlar bulunur. Elektrik yüklerinin kaynağı atomun yapısında bulunan elekton ve proton denilen parçacıklardır. Protonun yükü pozitif (+), elektronun yükü ise negatif (–) dir. Bir elektronun yüküne elementer yük denilmiştir ve birim yük olarak seçilmiştir.
Yüksüz (nötr) bir atomdaki elektronların (–) yük toplamı, protonların (+) yük toplamına eşittir.

Nötr (Yüksüz) Cisim
Bir cismin üzerindeki pozitif (+) yük sayısı, negatif yük sayısına eşit ise, böyle cisme nötr ya da yüksüz cisim denir. Yüksüz denildiği zaman cismin içinde hiç yük yok anlamına gelmez. Yalnızca (+) ve (–) yük miktarının eşit olduğu anlamına gelir.

Kuvvetler

Cisimlerin hareket durumlarını veya şekillerini değiştirebilen etkiye kuvvet denir. Etki ettiği cismin şeklini değiştirmesi ve esnek cisimlerin uzayıp sıkışması gibi olaylar, kuvvetin statik etkisinin sonucudur.

Duran cismi hareket ettirmesi, hareket halindeki cismin hızında değişiklik yapması, kuvvetin dinamik etkisinin sonucudur.

Kuvvet vektörel bir büyüklük olduğundan, vektörlerin bütün özellikleri kuvvetler için de geçerlidir. SI birim sisteminde kuvvet birimi newton (N) dur.