Fiziğin Dalları

Mekanik Cisimlerin hareketleri ve etkileşmelerinin temel fizik ilkeleriyle kavranmasına yönelik olarak incelenmesi mekaniğin kapsamına girer Bu anlamda tüm fizik, mekanik olarak görülebilir Klasik mekanik ya da Newton mekaniği, atomlarla karşılaştırıldığında, oldukça büyük cisimlerle ve ışık hızından çok daha düşük hızlarla ilgilidir


Klasik mekanik içinde, kinematik yalnızca bir parçacığın hareketinin tanımlanmasıyla ilgilenirken, Bu bilim dalını ilk defa kesin olarak tanımlayan ve ona bu adı veren Ampere'dir Ampere'e göre «kinematik değişik tür hareketler üstüne, kendilerini doğuran kuvvetlerden bağımsız olarak söylenebilecek her şeyi kapsamalıdır Değişik hareketlerde, aşılan alana, bu alanı geçmek için gerekli zamana ve bu alanla bu zaman arasında bulunabilecek çeşitli bağıntılara göre hızın bulunmasına bağlı tüm tasarımları incelemek zorundadır Nihayet, bir hareketi bir başka harekete dönüştürmek için kullanılac

dinamik parçacığın hareketi ile buna etkiyen kuvvet arasındaki bağıntıları inceler Dinamik Alm Dynamik (f), Fr Dynamique (n), İng Dynamics Hareketi ve hareket kanunlarını kuvvetle ilgi kurarak inceleyen mekaniğin bir dalı Kinematik de mekaniğin bir dalıdır, fakat sadece hareketi inceler, kuvvetle münasebet kurmaz


Kuvvetleri; cisimlere tatbik edildiğinde şeklini ve boyutunu veya hareket halini değiştiren kuvvetler, sürtünme kuvvetleri, ağırlığı meydana getiren yerçekimi kuvveti, mağnetik kuvvet, elektriki kuvvet diye sınıflara

Statik, denge konumundaki nesnelerle ilgilenir Statik fizik duran cisimler fiziği demektir eğer bir şey dengede duruyorsa o statik fizik kurallarına göre toplam kuvvet ve toplam dönme etkisinin 0 oluşundan duruyordur

Esneklik, biçimi bozulabilen katıların mekaniğidir Elasticity

Hidrostatik ve hidrodinamik ise sırasıyla durgun ve hareketli akışkanları araştırır


Klasik mekaniğin temellerini, Isaac Newton'ın üç hareket yasası oluşturur Birinci yasa, bir cismin, bir etki altında kalmadığı sürece düz bir çizgi boyunca sabit hızla hareket edeceğini öngörür İkinci yasa, bir cisme etkiyen net kuvvetle cismin momen-tumunun değişim hızı arasındaki bağıntıyı S verir Etki-tepki yasası olarak bilinen üçüncü yasa, eşit büyüklükte ama zıt yönlü kuvvetlerin etkisiyle çarpışan iki cisim söz konusu olduğunda, gene eşit büyüklükte ve zıt yönlü kuvvetlerin ortaya çıkacağım belirtir KütleçekimiSir Isaac Newton (1642 - 1727), tarihin yetiştirdiği en büyük bilim adamlarından biridir ve matematik, astronomi ve fizik alanlarındaki buluşları göz kamaştırıcı niteliktedir; klasik fizik onunla doruğa erişmiştir Bilime yaptığı temel katkılar, diferansiyel ve entegral hesap, evrensel çekim kanunu ve Güneş ışığının yapısı olarak sıralanabilir

momentum, Momentum Momentum kavramı, osilatör analizleri içinde temel bir önem taşır Momentum, fiyatların değişim oranını ölçer Sabit bir fiyat aralığı alınarak fiyatın değişimi ölçülür 10 günlük bir momentum çizgisi çizebilmek için, son günün kapanış fiyatından on gün önceki kapanış fiyatı çıkartılır Elde edilen artı ya da eksi değer, bir yüz çizgisi etrafına işaretlenir Momentumun formülü;


M = 100(V - VX)'dir


Bu formülde, "V" en son günün kapanış fiyatı, "VX" de, X gün öncesinin kapan

açısal momentum, Bir cismin çizgisel momentum vektörünün her hangi bir noktaya göre dönmesine açısal momentum denirAçısal momentum vektörü dönme düzlemine dik olup, yönü sağ baş parmak kuralıyla bulunabilir Baş parmak

enerji ve Alm Energie (f), Fr Energie (f), İng Energy İş yapabilme kâbiliyeti Enerji kelimesi "kudret" yerine kullanılmaktadır Bir sistemin enerjisi, o sistemin yapabileceği âzamî iştir İş, fizikte bir cisme, bir kuvvetin tesiri ile yol aldırma, yerini değiştirme şeklinde târif edilir İş (W), kuvvet (F) ve kuvvet etkisiyle cismin aldığı yol (x) ile gösterilirse, W= Fx olur Kuvvet tatbik edilen cisimlerin hızları değişir Bütün hareketli cisimler, hıza sâhip oldukları için, aynı zamanda yukarıdak

korunum yasaları mekaniğin belli başlı kavramları olarak sayılabilir

Termodinamik ve ısı Termodinamik, fiziksel olayların oluşum koşullarım ve ara etkileşimlerini, enerji ve entropi değişimleriyle inceleyen bilim dalıdır Dört temel yasa üzerine kuruludur ve tümdengelim yöntemiyle çeşitli sonuçlara ulaşır Birinci yasa, yalıtılmış bir sistem içindeki tüm değişimler sonunda enerji içeriğinin sabit kalacağını ortaya koyan, enerjinin korunumu yasasıdır; ikinci yasa, yalıtılmış bir sistemde entropinin sürekli olarak artacağını belirtir; üçüncü yasa, mutlak sıfır sıcaklığında yetkin kristallerin entropisinin sıfır olacağını ortaya koyar Sonuncusu, sıfırına yasa olarak bilinen bir aksiyomdur; buna göre, üçüncü bir sistemle ayrı ayrı ısıl dengede olan iki sistem, birbiriyle de ısıl dengededir


Özellikle Maxwell ve Boltzmann'ın katkılarıyla geliştirilen istatistiksel mekanik, çok sayıdaki parçacıkların toplu davranışlarını olasılık yasalarına dayanarak açıklayan bir yöntem kullanır İstatistiksel mekaniğe göre bir sistemin düzensizlik derecesi, sistemin entropisinin bir fonksiyonudur Isı olarak aktarılan enerji, düzensiz hallerde bulunan parçacıkların enerjisidir Sıcaklık ise, enerjinin parçacıklar arasında nasıl paylaşıldığının nicel bir ölçüsüdür Elektrik ve magnetizma İlkin farklı olaylar olarak görülen, sonra elektromagnetizma adı altında birleştirilen bu bilim dalı, elektrik yükü özelliği taşıyan parçacıkların etkileşmelerini inceler Yüklü parçacıklar durgun olduklarında bir elektrik kuvvetiyle etkileşirler Hareketli olduklarında ise buna ek olarak magnetik kuvvet ortaya çıkar


Elektromagnetizmada alan kavramı önemli rol oynar Elektrik yüklü bir parçacığın, kendisini çevreleyen uzaydaki tüm bölgelerde bir elektrik alam yarattığı ve bu alan içinde bulunan bir başka yüklü parçacığın buna bir elektriksel kuvvetle karşılık vereceği düşünülür Klasik elektromagnetizma-nın tümü, 19 "yüzyılda J C Maxwell'in ortaya koyduğu dört denklemle özetlenebilir Bu bağıntılar, yüklü parçacıklar arasındaki etkileşmeleri kapsar Optik Işık elektromagnetik dalgalardan oluştuğundan, ışığın yayılmasını inceleyen optiğin konusu, uygulamalı elektromagnetizma olarak görülebilir Bununla birlikte, bu fizik dalım, ışık ışınlarının yalnızca izlediği yollarla ilgilenen geometrik optik ve ışığın ayırt edici dalga olaylarını inceleyen fiziksel optik olarak iki bölüme ayırmak, alışılmış bir sınıflandırmadır Temel dalga olayı, uzayda bir noktada karşılaşan iki dalganın birleşerek farklı bir bileşke dalga vermesi olan girişimdir Benzer bir olay da, çok sayıda dalga kaynağının yol açtığı girişim olarak bilinen kırınımdır Işığın dalga özellikleri, inter-ferometre ve kırınım ağı gibi düzeneklerle araştırılır

Atom fiziğiKlasik mekanik ve klasik elektromagnetizma, atom fiziğindeki problemlere uygulandığında kökten yanlışlıklara yol açmaktadır Atomlar, çok küçük Güneş sistemleri olarak düşünülemez Atomun yapısı, ancak kuvantum mekaniği temelinde kavranabilir Daha ince ayrıntılar ise, görelilik kuvantum mekaniğini gerektirir


Atomlar çok küçük olduğundan, bunların özellikleri ancak dolaylı deney teknikleriyle anlaşılabilir Bunların başında, maddenin saldığı ya da soğurduğu elektromagnetik ışınımların ölçülmesi ve yorumlanmasıyla uğraşan spektroskopi gelir Tüm kimyasal elementler, özgün dalgaboylarında ışınımlar veren tayflar gösterir Dalga mekaniği kullanılarak ve elektron kütlesi ve yükü, ışık hızı, Planck sabiti gibi bazı atom sabitlerinin yardımıyla belirtici dalgaboyları ve atomun enerjileri hesaplanabilir

Katı hal fiziği Yoğun haldeki maddelerin, elektriksel, magnetik, optik ve esneklik özelliklerini araştıran katı hal fiziği, öncelikli olarak kristallerle ilgilenir; bunun nedeni, bu maddelerin basit geometrik düzenlenişlerinin, kuvantum kuramının çok cisim-li sistemlere uygulanmasında kuramsal kolaylıklar sağlamasıdır

Nükleer fizik Atomdan yaklaşık on bin kez küçük olan atom çekirdeğinin yapısını ve kararsız çekirdeklerin ışımalarını araştıran bilim dalı nükleer fiziktir Kararsız radyoaktif çekirdekler, alfa parçacığı, beta parçacığı, kütlesiz nötrinolar, pozitronlar gibi parçacıklar da salarlar (bak radyoaktiflik) Çekirdek özellikleri, saçılım deneyleriyle saptanır Çok yüksek hızlara çıkarılan yüksek enerjili parçacıklarla bombalanan (dövülen) hedef çekirdeklerin bu çarpışmalardan sonraki dönüşümleri, çekirdek tepkimeleri olarak adlandırılır Çekirdek bölünmesi ve çekirdek kaynaşması yeni elementlerin oluşmasına yol açan tepkimelerdir

Parçacık fiziği Çağdaş fiziğin en yoğun ilgi alanı, temel parçacıklar üzerine yapılan araştırmalardır Parçacık fiziği ya da yüksek enerji fiziği olarak bilinen bu dal çok sayıdaki temel parçacık arasındaki ilişkilerin aydınlatılmasıyla uğraşır Kararlı elektron ve protondan, 10'2°saniyelik ömrü olan çok kararsızlarına kadar geniş çeşitlilik gösteren bu parçacıklar, kabarcık odası gibi düzenekler aracılığıyla incelenir


Çağdaş fiziğin kuramsal temellerini, kuvantum ve görelilik kuramları oluşturmaktadır Fiziğin çeşitli dallarının konuları, deneysel yöntemleri ve kuramsal teknikleri ne kadar farklı olsa da, bu iki kuramın uyarlamalarına, birçok araştırma alanında rastlanmaktadır Kuvantum mekaniği, elek-tromagrıetik ışınımın sürekli dalgalardan değil, enerji ve momentumlan, frekansları ile orantılı olan parçacığa benzer fotonlar-dan oluştuğunu ileri sürer Klasik mekanik, bir olası değerler aralığında sürekli değişebilen fiziksel niceliklerle belirlenirken, kuvantum kuramının belirleyici özelliği kesikli (ayrık) değerler taşıması ve içkin olarak belirsizlik ilkesine yer vermesidir


A Einstein'ın ortaya koyduğu görelilik kuramı iki temel postula üzerine kurulmuştur:

1) Bir ışık kaynağına göre hareket durumları ne olursa olsun tüm gözlemciler, ışık hızı için aynı değeri ölçerler

2) Tüm eylemsiz koordinat sistemlerinde fizik yasaları aynıdır Birinci postuladaki ışık hızının değişmezliği, deneysel olarak kanıtlanmıştır İkinci postula ise, klasik mekanik için de geçerlidir