.....SİTEME HOŞGELDİNİZ.UMARIM İYİ VAKİT GEÇİRİRSİNİZ......
   
 
  FİZİKTE MERAK EDİLENLER

 

Esnek çarpışmalarda momentumun korunumuyla ilgili bilgi verir misiniz? (Alev Çakıcı)

Bir çarpışmanın esnek olması enerjinin korunumuyla ilgili, momentumun korunumuyla değil. Çarpışma süresince cisimler sıkışma, gerilme vs. gibi bir takım şekil değişikliklerine uğrar. Bu şekil değişikliğini gerçekleştirmek için gereken enerji, cisimlerin hareketlerinin kinetik enerjisinden karşılanır. Esneklikten kast edilen, cisimlerin tekrar eski şekillerini alarak, bu enerjiyi tekrar kinetik enerjiye çevirmeleri. Burada, lastik topları hayalimizde canlandırmamız daha iyi. Topu sıkıştırmak için bir kuvvet uyguluyoruz ve bir enerji veriyoruz. Top, sıkışmış halinden genleşirken aynı kuvveti geri uygulayarak, potansiyel olarak depoladığı enerjiyi geri veriyor. Esnek olmayan cisimlerde bu geri dönüşüm gerçekleşmez. Şekil bozukluğu aynen kalır (Otoların çarpışması gibi). Bu tip durumlarda kinetik enerji bir şekilde ısıya dönüşmüş olur.
Momentumun korunumuysa cisimlere dışarıdan bir kuvvet uygulanmadığı sürece geçerli. Çok hızlı çarpışmalarda da bu şartın sağlandığı varsayılabilir. Bu durumda, çarpışma esnek olsa da olmasa da momentum korunacaktır.
 
 
Frekansları aynı olan birden fazla cisimden bir tanesinin harekete geçmesi durumunda diğerlerini de etkileyerek, birlikte güçlü bir titreşim yaratmaları haline ne denir? (Adem Çetin)

Sözünü ettiğiniz frekansın "doğal frekans" olduğunu varsayarak, bu olaya rezonans diyebiliriz.  
Rezonans, fizikte bir cisim ya da sistemin dışarıdan uygulanan bir kuvvet etkisi altındaki sürücü salınımlarıyla, cisim ya da sistemin kendi doğal salınımlarının aynı sıklıkta olması halinde yüksek genliklere çıkması olayı olarak bilinir. Bu olay, cismin ya da sistemin yapısına göre bazen yıkıcı olaylarla sonuçlanabilir. Örneğin, ABD’de San Francisco şehrinde bir köprü, rüzgarın oluşturduğu sürücü salınımın, köprünün doğal salınımına eşitlenince, tümüyle yıkılmıştı.
Rezonans olayının ayrıntılarını herhangi bir ansiklopedide de kolayca bulabilirsiniz.
 
 
 
Maddeler ışık hizina geldiklerinde enerjiye dönüşüyorlar. Peki zaten isik hizinda olan isigin hizini düsürürsek ne tür bir maddeye dönüsür? (Hakan BAGCI)

Maddenin ışık hızına erişmesini yasaklayan, tümüyle enerjiye dönüşmesi değil. Kütlesi olan herhangi bir parçacığın (maddenin) ışık hızına erişememesinin nedeni, ışık hızına geldiğinde kütlesinin sonsuza gitmesi gibi mümkün olmayan bir gereklilik.
Işığın hızı düşürülünce bir maddeye dönüşmez. Çünkü ışık da kütlesi olmadığı kabul edilen bir parçacık (foton) aslında. Dolayısıyla gene foton olarak kalır. Aslında ışık hızı diye öğrendiğimiz saniyede 300.000 km'lik hız, ışığın boşluktaki hızı. Bu hıız, çeşitli saydam ortamlardan geçerken zaten yavaşlıyor (ör: cam, su). Hatta laboratuvarlarda mutlak sıfıra (-273 santigrat derece) yakın sıcaklıklarda gerçekleştirilen bazı deneylerde (Bose-Einstein Yoğuşumu denen ve çok sayıda atomun tek bir atom gibi davrandığı ortamlar kullanılarak) ışık saniyede 8 metre hıza kadar yavaşlatılmış, hatta DURDURULMUŞ bile! Ama fotonun başka bir parçacığa dönüştüğü yok.
 
 
Fotonların spinleri var mıdır?(Rıdvan Yılmaz)

Fotonlar, 1 spinli kuvvet taşıyıcı (elektromanyetik kuvvet) parçacıklardır
Bir nötron protona dönüştürülebilir mi? Nasıl? (Sefer Hansan)

Tabii... Bunun icin, ornegin notronu serbest hale getirdikten sonra, bir sure beklemek yeterlidir: Donusum kendiliginden yer alir.
Cunku bildiginiz gibi, notronlar protonlarla birlikte, 'guclu kuvvet'lerce bir arada tutulan cekirdegi olusturur. Her ikisi de baryon olmakla ve kuarklardan olusmakla beraber, proton iki 'yukari' ve bir 'asagi,' notron ise iki 'asagi' (a) ve bir 'yukari' (y) kuarktan olusur. 'a' kuarklarin elektrik yuku -1/3e, 'y' kuarklarinki ise +2/3e oldugundan, notronun net yuku sifirdir. Notron, cekirdek icinde bagli iken kararli, serbest olmasi halinde ise, 10.3 dakikalik yari omurle bozunacak kadar kararsizdir ve 'bir proton+ bir elektron+ bir de notrino'ya bozunur. Bozunmasi, 'a' kuarklardan birinin, 'zayif kuvvet'in etkisiyle 'y' kuarka donusumuyle ilgilidir. Bu donusum, cekirdek icerisindeki 'guclu kuvvet'ler tarafindan engellenirken, ancak notronun serbest olmasi halinde gerceklesir. Ote yandan notron, protona oranla %0.2 oraninda daha agirdir, ki bu kutle farkinin enerji esdegeri 1.29MeV'tur. Protonun serbest iken 'hemen hemen kararli' olmasina ragmen, notronun kararsiz olmasinin nedeni bu, daha yuksek enerji duzeyinde olmakligi ile ilgili olsa gerektir. Malum: sistemler, enerjilerini, mevcut kisitlarin mumkun kildigi asgari duzeye indirmek egilimindedir.
 
 
Isınan bazı maddelerin (örn:demir) kızarmasının nedeni nedir. Ve sıcak maddeler hangi yönüyle bizim duyu hücrelerimizi uyararak ondan elimizi çekmemizi sağlayabiliyorlar? (Gökhan Altay)

Bilinen tüm metaller ısıtıldıklarında kor halini alırlar. Bu maddenin erime öncesi aldığı geçiş hallerinden biri.
Deri altında bulunan ve mekanik etkenlere duyarlı olan almaçlar, "ısı nedenli yanma" halinde, beyindeki acı merkezlerini uyarır. Sıcak bir cisme dokunduğumuz anda "sıcak nedeniyle" elimizi çekmemizin fizyolojik nedeni bu. Ancak, bu tip uyartılar aynı zamanda "hayati tehlike" sinyalini de oluşturur. Sinir sisteminin böyle durumlarda gösterdiği refleks tepkiler, hayatta kalabilme güdüsüyle, canlılarla birlikte evrimleşmiş olan davranışlardır.
 
 
%100 yansıtıcı yapılabilir mi? (Gökhan Bayramoğlu)

Genellikle en iyi yansıtıcılar aynalar. İdeale yakın yani %100 yansıtan bir ayna elde etmek, idealde olası. Ancak üretim koşulları, kullanılan teknoloji vb. unsurlar yansımanın kalitesini etkileyebilir. Yine de aynalar, bilinen en iyi yansıtıcılardır.
 
 
Hidrojende neden nötron yok? (Talat Demir)

Bildiğiniz gibi bir atom; çekirdeğindeki proton sayısı kadar elektronu,
Coulomb kuvveti sayesinde, yörüngedeki olası 'özel kuantum
durumları'ndan birinde yakalayabilmesiyle oluşuyor. Tek bir protonun
çekim kuvveti alanındaki tek bir elektron için, böyle kuantum durumları
var. Dolayısıyla tek bir protonla tek bir elektron, bir atom
oluşturabiliyor: hidrojen atomu. Benzeri durumlar, protonun yanında bir
veya iki nötron bulunmasi halinde de var: döteryum ve trityum atomlari.

Sonuç olarak sorunuzun cevabi: Hidrojen'de, protonun yaninda bir
de nötron olamaz, çünkü olursa ona hidrojen degil, döteryum denir
 
Nötronların ağır ve hafif su ile yavaşlatılması konusunda bilgi istiyordum.(Fatih Özkaynak)

Örneğin çekirdek parçalanması sonucu açığa çıkan yüksek enerjili (hızlı) nötronlar, hafif sudaki hidrojen veya ağır sudaki doteryum atomlarıyla çarpışa çarpışa enerjilerinin büyük bir kısmını kaybeder ve yavaş nötron haline gelirler. Bir nötron, kütlesi protonunkine yakın olduğundan, hidrojen çekirdeğiyle çarpışmada, enerjisinin tamamını o protona aktararak kaybedebilir. Halbuki; hidrojenin, bir de nötron içeren izotopu olan doteryum çekirdeği ile çarpışması halinde, momentum
korunumu gereği, enerjisinin en fazla yarısını hedef çekirdeğe aktarabilir. Dolayısıyla normal su daha iyi bir yavaşlatıcıdır. Ancak,çarpışma sırasında nötron, çekirdek tarafından yutulabilir. Bu;
hidrojenle olursa sonuç doteryum, doteryumla olursa sonuç trityumdur. Birincisinin ihtimali çok daha yüksek olduğundan, ağır suyla yavaşlatılan nötronlardan daha azı yutularak kaybolur: Bu nedenle, net olarak, ağır su daha 'etkin' bir yavaşlatıcıdır.
 
 
Kızıl ötesi nedir? Kızıl ötesi dürbünler akşamları nasıl görür?(Erhan Akman)

Kızılötesi olarak adlandırılan ışınım, görünür ışıktan daha uzun dalgaboylu ve daha düşük enerjili ışınımdır. Gözlerimiz bu dalgaboyuna duyarlı olmadığından, onu algılayamayız. Karanlıkta görmeyi sağlayan araçlarda bu durumdan yararlanılır. Gece dürbünleri, küçük bir lamba yardımıyla çevreye kızılötesi ışık yayarlar. Etraftaki cisimlerden geri yansıyan bu ışık çıplak gözle görülemez. Ancak, gece dürbünleri algıladıkları kızılötesi ışınımı görünür ışığa çevirirler. Böylece, gece görüşü sağlanmış olur.
 
 
Elektronun kütlesi nasıl ölçülür, milikan deneyi nedir?(Şebnem Serpen)

Bildiğiniz gibi, deniz seviyesindeki bir m kütlesine, mg kadar yercekimi kuvveti; E şiddetindeki bir elektrik alanında bulunan q yüküne sahip bir parçacığa da, qE kadar bir elektrik kuvveti etki ediyor. Elektron hem bir kütleye, hem de e (=elektrik yükü birimi=elektronun yükü) kadar yüke sahip bir parçacik. Şimdi, deniz seviyesinde, vakumlanmış bir kap içerisine yerleştirilmiş yatay iki plaka düşünün. Bu plakalardan yukarıdaki, bir bataryanın +, aşağıdaki de - kutbuna bağlanarak, sırasıyla + ve - yüklerle yüklenmiş olsun. Eğer bu iki plaka arasına, yatay hızla elektronlar püskürtülebilse: yukarıdaki + plaka elektronları yukarı çeker ve aşağıdaki - yüklü plaka da yukarı doğru iterken, elektronlar bir de, yerçekiminin etkisiyle aşağı doğru çekiliyor olacaklardır. Şöyle ki, eğer elektrik 'kaldırma' kuvveti, yerçekimi kuvvetine eşit olursa; elektronlar aynı yükseklikte 'asılı' kalmış görünecektir. Fakat yerçekimi kuvveti, elektrik kuvvetine oranla çok daha zayıf olduğundan, Milikan deneyinde, adeta elektronların kütlesini arttırabilmek için, elektronlar mikroskopik yağ damlaları üzerine yapıştırılmışlardır. Bu nasıl olur: örneğin ince ağızlı bir yağdanlıktan yağ püskürtür, yağdanlığın ağzından geçerken etrafa çarpan zerreciklerin etraftan, sürtünme sonucu elektronlar koparıp - ile yüklenmesini sağlayabilirsiniz. Bu yağ zerrecikleri tabii, farklı sayılarda elektron taşıyacaktır. Plakaların arasına vardıklarında; daha çok elektron taşıyanlar daha yavaş 'düşecek,' hatta yerçekimine galip gelecek kadar fazla sayıda elektron barındıranlar, düşmek yerine yükselecektir. Milikan deneyi böyle bir durumu inceler ve bu deneyde; mikroskop altında gözlemlenen, kütleleri de ayrıca hesaplanmış olan yağ zerreciklerinin düşme hızlarına bakılarak, olası en düşük sayıda yük barındıran, yani aşağıya doğru en hızlı düşen zerreciğin yükü hesaplanır. (ma=mg-eE formülüyle
 
 
Elektrik yükü nedir?Maddeden ayrılabilir mi?(Derya Koçar)

Güzel bir soru. Elektrik yükü bazı parçacıkların, bu parçacıklar arasındaki etkileşim türlerinden, aynı adla (yani 'elektrik kuvveti' olarak) anılan birini açıklamak için varolması gereken bir özelliği. Durağan kütlesi olmayan, örneğin foton gibi parçacıklarda görülmediğine göre; durağan kütlesi olmayan parçacıklar, anlaşılan bu özelliğe sahip olamaz; yani kütleyle elektrik yükü birbirinden ayrılamaz.
 
 
 
Bir elektron, kütlesi küçük olmasına rağmen bir protonu nasıl nötürleyebiliyor?(Fevzi Esen)

Protonlar da nötronlar gibi 'bariyon'durlar ve 'aşağı' veya 'yukarı' kuarklardan oluşurlar. Proton 'iki yukarı+bir aşağı kuark'tan, nötronsa 'iki aşağı+bir yukarı kuark'tan oluşur. 'Yukarı kuark'ların elektrik yükü +2/3e, 'aşağı kuark'ların ise -1/3e olduğundan, sonuç olarak; protonun yükü +e, nötronunki ise sıfırdır. Bir proton tarafından yutulan elektron, protondaki 'yukarı kuark'lardan birinin 'aşağı kuark'a dönüşmesine yol açar; sonuç ürün artık, 'iki aşağı+bir yukarı kuark'tan oluşmakta, yani bir nötron oluşturmaktadır.
Elektron, protonun yükünü böyle nötürleştirir ve bu olay, elektronun kütlesine değil, yüküne bağlıdır.
 
 
 
Merhaba,benim sorum şu;antimadde tam olarak nedir ne ise yarar?Elde edilmesi çok pahalı diye duydum doğru mu?Teşekkürler.(Hüseyin Atak)

Antimadde, Standart Model'de yeralan tüm parçacıkların, kendileriyle BÜYÜK ÖLÇÜDE aynı kütle ve özellikleri taşıyan, ancak ters elektrik yüklü karşılıklarına deniyor. Örneğin: Proton (+)-antiproton (-); elektron(-) - pozitron(+); kuark-antikuark; nötrino-antinötrino vb. Bir
madde parçacığıyla antimadde karşılığı bir araya geldiklerinde birbirlerini hemen yok ediyorlar.
Ancak her parçacığın bir karşı parçacığı (antimaddesi) bulunmasına karşılık, evren yalnızca maddeden yapılı. Neden? Evreni ortaya çıkaran Büyük Patlama'dan hemen sonra son derece yoğun ve
sıcak evrende madde ve antimaddenin eşit miktarda bulunduğu düşünülüyor. Maddeyle antimadde Büyük Patlama'nın ilk saniyesinin çok küçük kesirleri içinde birbirini yok ediyorlar. Gene de ortada çok küçük oranda bir madde fazlalığı kalıyor ve tüm evren, işte bu son derece küçük madde
fazlalığından yapılı. Fizikçiler, maddenin antimaddeye galip gelmesinin nedenini araştırıyorlar ve bunu aralarında Yük-Parite eşleniklik ihlali denen küçük bir asimetriye bağlıyorlar.
Yukarıda anlatılanların ışığında evrende serbest halde antimadde bulunmaması gerekiyor. Ancak antimadde parçacıkları, çekirdek tepkimelerinde ya da parçacıkların birbiriyle çarpışmasında ortaya
çıkabiliyor ve madde karşıtlarıyla karşılaşıp yok olmadan önce saniyenin küçük kesirleri kadar bir zaman içinde var olabiliyorlar. Maddeyle antimaddeenin birbirleriyle karşılaşıp yok olması sürecinde çok büyük miktarda enerji açığa çıktığından, teknolojinin yeterli olgunluk
kazanması ve ekonomik maliyetlere düşmesi halinde bu yokoluşun kontrollü olarak gerçekleştirilebilmesi ve bundan enerji üretimi ve uzay gemileri için itki kaynağı olarak yararlanılması, araştırmacıların düşlerini süslüyor.
Madde parçacıklarını, çarpışarak başka parçacıklar (bu arada antimadde parçacıkları) üretebilecek hızlara (ışık hıızına çok yakın) ve enerjiye ulaştırabilmek için çok geliişmiş teknolojide, pahalı süperiletken mıknatıslarla çevrili dev yeraltı tünelleri ve ortaya çıkan parçacıkları
tanıyıp yollarını ve davranışlarını izlemek için de apartman boyutunda, teknoloji harikası dedektörler gerekiyor. Dolayısıyla, sizin de tahmin ettiğiniz gibi antimadde üretmek (ve
bunları çarpışmadan alıkoyup serbest halde tutmak) son derece pahalı. Bu parçacık hızlandırıcıları milyarlarca dolara mal oluyor.
 
 
 
 

Merhaba, benim bir başka sorumda renkler konusunda olacak bizim cisimleri renkli görmemizi; cisimden kırılarak gelen ışınlar sağlıyor. Peki bu kırılmadan renkleri nasıl ayırt edebiliyor ve onların farklılıklarını algılayabiliyoruz? Bunların atomların yapıları ile bir bağlantısı var mı?( Sercan Yengeç)

Renk, elektromanyetik ışınım tayfının insan gözünün algılayabildiği bölgesinde yer alan dalgaboylarıyla ilişkilendiriliyor. Görünür ışık olarak adlandırılan bu bölge, tayfın 400-700 nm arasındaki çok dar bir dalgaboyu aralığını kaplıyor (1nm= 10_9m). Bu aralıktaki dalgaboyları, göz tarafından değişik renklerde algılanıyor. Elektromanyetik ışınım tayfının bu görünür bölgesindeki ışın, ışık olarak adlandırılıyor.
Çoğu nesne, bazı frekanslardaki ışınları soğurur ve diğerlerini de yansıtır. Bizim renk olarak gördüğümüzse, işte bu yansıtılan ışınlardır. Örneğin, çilek, güneş ışığının yeşil ve mavi ışınlarını soğurur; sarı yapraklı papatyalarsa aslında mavi ve kırmızı ışınları soğurur. Işık tayfının tümüyle yansıması, örneğin çiçeklerin taç yapraklarına, kuşların tüylerine beyaz rengini verir. Ancak, tüm renkler bu yolla ortaya çıkmaz. Örneğin, yağmur sonrasında dört gözle beklediğimiz gökkuşağı, güneş ışığının su damlacıklarının içinden geçerken kırılması sayesinde oluşur. Başka bir oluşumsa, ışığın yayılmasıyla ortaya çıkar; yani atmosferdeki parçacıkların ışığı her yönde saçmasıyla. Buna verilebilecek en güzel örnek, güzel bir havada kafamızı kaldırdığımızda gördüğümüz masmavi gökyüzüdür. Güneşten gelen ışınların, atmosferdeki parçacıklar tarafından her yöne saçıldığını söyledik, işte bu parçacıklar yüksek frekanslı ışığı daha çok yayar. Bu nedenle, mavi ışık atmosferde her yöne saçılır ve gökyüzüne mavi rengini verir.
Bitki ve hayvanların renklerinden, farklı bir fiziksel mekanizma sorumludur. Bu farklılıkları örnek üzerinden giderek daha iyi anlayabiliriz. Bunun için, bazı alacalı kelebeklerin kanatlarındaki renk oluşumuna bir göz atalım. Kelebek kanadının pulumsu bir yapısı vardır ve bu yapı ancak mikroskopla bakıldığında görülebilecek kabartma şeklinde çizgilerle kaplıdır. Bu çizgiler arasındaki boşluklar, aslında kelebeğin kanat rengine karar verir. Bu boşluklardan yansıyan ışınlar, birbirleriyle karışırlar. Karşılaşan ışınların bir kısmı birbirlerinin etkilerini ortadan kaldırırken, bir kısmı da güçlendirirler. Eğer çizgiler arasındaki boşluklar oldukça azsa, görünen ışığın kısa dalgaboylu ışınları yansır ve kanat mavi görünür. Fakat, bu renk ışının yansıma açısına bağlı olarak da değişir, çünkü karıştığında birbirinin etkisini artıran ışınların dalgaboyları yansıma açısına göre çeşitlilik gösterir. Bu da, tavuskuşunun tüyleri, bazı böceklerin kanatları ve incide görüldüğü gibi yanardöner renklerin oluşumunu açıklar.
Gelelim, nesnelerden yansıyan farklı dalgaboylarındaki ışınların gözle buluşmasına. Gözde, ağtabakada yaklaşık 5 milyon koni hücresi bulunuyor.Her biri farklı bir renk maddesi içeren üç tür koni hücresi var. Bunlar, kırmızı, mavi-mor ve yeşil ışığı soğurmak üzere özelleşmiş ve görünen ışığın dalgaboylarına göre uzun (L), orta (M) ve kısa (S) olarak adlandırılan yapılar. Bu üç tip koni hücresi, birlikte tüm renkleri algılamamızı sağlıyorlar. Örneğin, eşit oranda kırmızı ve yeşil ışınımların karışımı, tıpkı sarı ışık gibi L ve M koni hücrelerini uyarıyor. Yani her iki durumda da algılanan renk aynı oluyor. Sinirsel uyarılmalar kırmızıdan sarıya doğru artarken, sarıdan mora doğru azalıyor. Bu nedenle de, sarı en parlak renk olarak algılanıyor. Birbirinden farklı bu üç çeşit koni hücresi arasında, görünen ışığın dalgaboylarına en az duyarlı olanı S tipi koni hücreleri. Gözümüzdeki ışığa duyarlı diğer tip hücrelerde çubuklar, ancak bunlar renkleri algılayamazlar.
 
 
 
 

Neden serbest nötronların bir kaç dakikalık ömrü var?(İbrahim Öksüz)

Bildiginiz gibi nötronlar, protonlarla birlikte, 'güçlü kuvvet'lerce bir arada tutulan çekirdeği oluşturur. Her ikisi de baryon olmakla ve kuarklardan oluşmakla beraber, proton iki 'yukarı' ve bir 'aşağı,' nötron ise iki 'aşağı' (a) ve bir 'yukarı' (y) kuarktan oluşur. 'a' kuarkların elektrik yükü -1/3e, 'y' kuarklarınki ise +2/3e olduğundan, nötronun net yükü sıfırdır. Nötron, çekirdek içinde bağlı iken kararlı, serbest olması halinde ise, 10.3 dakikalık yarı ömürle bozunacak kadar kararsızdır ve 'bir proton + bir elektron + bir de nötrino'ya bozunur. Bozunması, 'a' kuarklardan birinin, 'zayıf kuvvet'in etkisiyle 'y' kuarka dönüşümüyle ilgilidir. Bu dönüşüm, çekirdek içerisindeki 'güçlü kuvvet'ler tarafından engellenirken ve ancak nötronun serbest olması halinde gerçekleşir. Öte yandan nötron, protona oranla %0.2 oranında daha ağırdır, ki bu kütle farkının enerji eşdeğeri 1.29MeV'tur. Protonun serbestken 'hemen hemen kararlı' olmasına rağmen, nötronun kararsız olmasının nedeni bu, daha yüksek enerji düzeyinde olmaklığı ile ilgili olsa gerektir. Malum: sistemler, enerjilerini, mevcut kısıtların mümkün kıldığı asgari düzeye indirmek eğilimindedir.
 
 
Sıcaklığını artırdığımızda büzülen bir madde var mı?Varsa bunun özelliği nedir?(Fevzi Esen)

Burada sorunun amacı genleşme katsayısı negatif olan madde var mıdır şeklinde olsa gerek. Bütün maddeler ısıtıldıklarında moleküler bağları gevşediği için ilk hacimlerinden daha büyük bir boyuta geçer. Ancak bunun için özel koşulları göz ardı etmemek gerekir. Donma noktasına yaklaşan su hacmi küçülürken katı hale geçtiğinde hacmi büyüyecektir.
Isıtıldığında boyut değiştirme özel amaçlarla geliştirilmiş maddeler vardır. Genellikle ambalaj sanayiinde günlük kullanımını gördüğümüz özel plastikler ısıtıldığında daralma özelliği gösterirler.Elektronikte kullanılan “ısı ile daralan borular” ı piyasada bulmanız mümkün
 
 
Dünya dönüşünü (saatte 1300 km/s) aniden durdursa bu bizleri ve insanları nasıl etkiler? Her şey doğuya doğru yuvarlanır mı?( Gokhan Kara)

“Yuvarlanmak” olacakları tarif etmek için çok masum kaçar. Yere sabitlenmemiş her şeyin aniden 1300 km/saat hızla doğuya doğru gitmeye başladığını görürüz. Bütün binalar yıkılacak ve bütün ağaçlar kırılarak uçuşmaya başlayacaktır. Büyük bir olasılıkla dağlar da yerlerinden kayacaktır, ama toprak/kayalar içindeki sürtünme bu hareketi yavaşlatabilir (yani 1300 km/saat’ten daha yavaş).
Durum böyle olunca, yeri oluşturan toprağın nasıl hareket edeceğini de bilmemiz gerekir. Bu da cevabı daha zorlaştırıyor. Yani eğer toprak da aynı hızla doğuya doğru gitmeye başlarsa, her şey aynı hızla gittiği için hiç bir şey fark etmememiz gerekir. Yani ne binalar yıkılır, ne de dağlar kayar. Sorun, yeri Dünya’nın parçası olarak görüp görmememizde yatıyor. Yani, “Dünya aniden dursa”dan kast ettiğimiz, yerin de aniden durmasıysa o zaman en başta tarif ettiğimiz felaket senaryosu geçerli. Eğer Dünya’yı durduran sadece Dünya’nın iç kısımlarını durduruyor ama yüzeye yakın toprağa bir şey yapmıyorsa, o zaman bu değişimi hissetmeyiz (en azından ilk başta).
Doğrusunu söylemek gerekirse, dışarıdan gelen fiziksel bir etki olmadan Dünya’nın dönüşünü durdurması olanaksız. Dışarıdan etki varsa, (başka bir gök cisminin çarpması gibi) o zaman bu etkinin büyüklüğü, nereyi doğrudan etkilediği olacakları tarif etmek için gerekli. Bu durumda da, örneğin çarpma anında olacak felaketler, Dünya’nın dönüşünü yavaşlatmasından dolayı olacakları gölgede bırakacaktır.
 
Herhangi bir arazide veya caddede el ele tutuşan 100 kişi düşünün. Bunlardan ilk baştakine 100 voltluk bir elektrik verildiğinde, en sondakine de 100 volt ulaşır mı? (ayakkabıları plastik tabanlı olunca bir de olmayınca ne olur?)( Hüseyin Akçay)

Cevap iki direncin birbirlerine göre büyüklüğüne bağlı. Bunlardan biri iki adam arasındaki direnç, diğeri de bir adamın eli ile yerin arasındaki direnç. Tabi, adamlar arasında direnç açısından bir fark varsa bu da sonucu etkiler. Adamların tamamen özdeş olduğunu varsayalım.
Eğer, ayakkabılar plastikse, yani yerle yalıtım mükemmelse, bu durumda el ile yer arasındaki direnç sonsuzdur. Adamlardan yere akım geçmez. Devre başka türlü tamamlanmadığı için de, ilk adamın eline akım geçmez. Bu durumda bütün adamlar aynı potansiyelde olacaktır. Yani, her biri 100 Volt potansiyelde ve hiçbiri çarpılmıyor.
Buna karşın, eğer ayakkabılar plastik değil, üstüne üstlük çıplak ve de tuzlu suyun içindeyse (olabilir), kısacası el ile yer arasındaki direnç, iki adam arasındakinden çok düşükse, o zaman akımın çoğu ilk adamdan yere geçer. İkinci adam üzerine fazla gerilim düşmez. Bu nedenle de aynı oranda düşük akım çeker.
İkisinin ortasındaki durumlarda, herhangi bir adam üzerindeki gerilim (el ile yer arasındaki potansiyel farkından bahsediyoruz) bir öncekinden daha düşük olacaktır. Yani birinci üzerinde 100 Volt, ikincide daha az, üçüncüde daha da az vs. Kısacası, eğer bu deneyi gerçekleştirmek istiyorsanız, son adam olmakta ısrar edin.
Son olarak, eğer ilk 99 adam plastik ayakkabılı, yüzüncüyse tuzlu suda çıplak ayaklı ise, bu durumda gerilim her adam üzerinde bölünecektir. Yani, her adam sadece 1 Voltluk bir gerilim hissedecektir.
 
 

Gerçekten merak ettiğim soru Einstein'ın zamanın büyük hızlarda nasıl yavaşladığı görüşünü ortaya atması... İkizler paradoksunun kesin sonucu var mı? Yani ben dünyadan ışık hızının %99’uyla uzaklaşırken ikizim de bana göre benden uzaklaşıyor. Hangimiz daha çok yaşlanır? Teşekkürler...( Can Kabadayı)

Einstein kuramını, görelilik ilkesiyle ışığın hızı hakkında yapılan bazı deney sonuçlarını bağdaştırmak için geliştirdi. Görelilik ilkesi sabit hızla düzgün hareket eden bir referans sisteminde geçerli fiziksel yasaların, duran bir sistemdeki yasalarla aynı olduğunu ifade eden çok eski ilke. Buna karşın, ışığın boşluktaki hızının, hareket etsin ya da etmesin, bütün referans sistemlerinde aynı değere sahip olduğunu gösteren deneyler bu ilkeye ters düşer gibi görünüyordu. Einstein, bu iki olaydan yola çıkarak, uzay ve zamanın bu tip garip özellikleri olması gerektiği sonucunu çıkardı.
İkizler paradoksundaki durum şu. Birbirinden sabit hızla uzaklaşan iki sistem varsa ve bunlardan birinde olan bir olayın süresi diğer sistemde ölçülürse zamanın daha yavaş işlediği görülüyor. Burada olayın nerede olduğu ve zamanın nerede ölçüldüğü çok önemli. Her iki ikiz de, diğer kardeşinin daha az yaşlandığını gözlemliyor. Bu tamamen doğru. Popüler terimle ifade etmek gerekirse hangisin daha yaşlı olduğu göreli bir kavram.
Fakat ikizleri tekrar buluşturmadan, yani yan yana getirip aynı ortamda hangisinin yaşlı olduğunu görmeden ortada bir çelişki olduğunu göstermek mümkün değil (çünkü ortada bir çelişki yok). Gemi sabit hızla hareketine devam ettiği sürece ikizleri tekrar buluşturmak mümkün değil. Fakat gemi yavaşlayıp, durup ve Dünya’ya doğru hızlanarak geri dönerse, bu durumda Geminin “sabit hızla düzgün hareket ettiği” varsayımı ortadan kalkıyor. Dolayısıyla, özel görelilik kuramı gemideki gözlemci için kullanılamıyor. Einstein daha sonra, görelilik kuramını bu tip ivmeli hareket eden sistemler için genişletti. Buna da genel görelilik kuramı deniyor. İkizler kuramının doğru çözümü bu kuramla veriliyor.
Burada sadece doğru cevabı verelim. Dünya’daki gözlemci hiç ivmeli hareket etmediği için, buradaki ölçümler doğru. Gemiden inen kardeşi daha genç olacak ve Dünya’daki daha yaşlı. Gemideki gözlemci de, dönerken yaptığı ivmeli hareket esnasında kardeşinin çok hızlı bir şekilde yaşlandığını görecek (yani genel görelilik kuramı çok daha garip). Yolculuğun geri kalan sabit hızlı kısımlarında da özel görelilik kuramı geçerli olacak. Paradoksun çözümü bu. Ama tam olarak anlayabilmek için genel göreliliği bilmeye gerek var
.
 
Atom çekirdeğinin yaptığı hareket nedir? hidrojenin iki elektrondan birisini koparsak arda kalan elektron nasıl hareket eder?(Fevzi Topçu)

Bütün atomlarda, çekirdek ve elektronlar kütle merkezi etrafında döner. Fakat, çekirdek elektronlardan daha ağır olduğu için, kütle merkezi çekirdeğe çok yakındır. Bu nedenle, çekirdek daha küçük bir dönme hareketi yapar. Örneğin, hidrojen atomunda protonun kütlesi elektronunkinden yaklaşık 2000 kat fazladır. Dolayısıyla proton, elektrondan 2000 kat daha küçük bir yörünge etrafında döner. Çoğu durumda çekirdeğin bu hareketi ihmal edilebilir, ama ciddi hesaplar bu hareketi de göz önünde bulunduruyor. Buna ek olarak, moleküllerdeki çekirdekler, diğer çekirdeklere göre titreşme ya da dönme hareketi de yaparlar.
Pozitif yüklü hidrojen iyonuna gelince: Bir elektronun ayrılmış olması, molekülde bazı değişiklikler yapacaktır. Pozitif yüklü çekirdekler, aralarında sadece bir elektron için biraz uzaklaşacaklar, bu nedenle molekülde kalan elektron da biraz daha geniş bir bölge içinde hareketine devam edecektir. Bu bir kaç nicel değişim haricinde, niteliksel olarak molekülün yapısında bir değişim gözlenmeyecek. Yani, nötr moleküldeki gibi, elektron çekirdeklerin arasında hareket ederek molekülün kararlı olmasına neden olacaktır.
 
 
Elektronlar niçin atom çekirdeğinin etrafında döner?

Atom çekirdeklerinde bulunan pozitif yüklü protonlar negatif yüklü elektronları çektiği için. Bu hareket, gezegenlerin Güneş etrafında, Ay’ın da Dünya etrafında dönmesine benziyor.
Soruyu “elektronlar neden bir dönme hareketi yapıyor da, başka bir şekilde hareket etmiyor?” şeklinde de anlamak mümkün. Örneğin, Dünya yörüngesinde dönen bir uydudan bir cisim fırlatıldığında, hangi yönde ve ne hızla fırlatıldığına bağlı olarak cisim üç değişik hareket yapabilir. Ya, bir yörüngeye girer ve bir uydu gibi sonsuza kadar Dünya etrafında döner; ya uzaklaşarak Dünya’dan tamamen kurtulur; ya da Dünya’ya düşerek yere çarpar. Elektronlar için ilk iki olasılık geçerli. Ancak, elektronların çekirdekten kurtulup tamamen ayrılması için bir miktar enerjiye ihtiyacı var (bu olaya iyonlaşma deniyor). Yani, elektronlara dışarıdan yeteri kadar enerji verilirse, yörüngelerinden ayrılıp atomdan kurtulabilir.
Üçüncü olasılık, yani elektronun “çekirdeğe çarpması” ise mümkün değil. Daha doğrusu, elektron çekirdeğin içine girse bile çok kısa zamanda oradan ayrılıyor. Bunun temel nedeni bir kuantum etkisi: Kuantum fiziğindeki belirsizlik ilkesine göre bir parçacığın konumundaki belirsizlik küçüldükçe, hızındaki belirsizlik büyümek zorunda. Atomların çekirdekleri çok küçük olduğu için (çekirdeğin çapı atomun çapının 100,000’de biri kadar) hızı o kadar artıyor ki, kısa sürede çekirdekten kurtuluyor.
Bu nedenle eğer elektronlar atomdan kopmamışsa, çekirdek etrafında dönmekten başka yapabileceği şey yok.
 
 
Mum yanarken elimizi üstüne getirdiğimizde aradaki mesafe fazla olmasına rağmen elimizin yandığını hemen hissederiz.Ama yandan yaklaştırdığımızda aradaki mesafe yukarıdan yaklaştırdığımız mesafeden az olmasına rağmen elimiz o kadar çok yanmıyor, neden? (Emrah Koç)

Mum yanarken ortaya çıkan sıcak gazlar ve ısınan hava yukarıya doğru yükselir. Bu, sıcak havanın soğuk havaya göre daha az yoğun dolayısıyla da daha hafif olmasından kaynaklanır. Eğer ortamda herhangi bir hava hareketi yoksa, ısınan hava mumun üzerinde yükselir. Bu da belli bir mesafeye kadar mumun tam üzerinde sıcak bir sütun oluşturur
 
Ben Samsun Fen Lisesi hazırlık sınfı öğrencisiyim.Arkadaşımla okulda bilorda oynarken bir şey dikkatimizi çekti. Masada toplara vurduktan sonra herhangi iki top hiç birbirine yapışıp durmadı. Aralarında çokta ufak olsa boşluk vardı. Düşündüğümüzde birbirlerine deyerken çok ufak da olsa bir enerjileri oluyordu. Buna göre bunun nedeni etki-tepki prensibi midir? Yoksa başka bir açıklaması var mı?(Onur Yavuz)

Duran top 2, vurulan top da 1 numaralı top olsun. Eğer 1. topa vururken verdiğiniz kinetik enerji bu topun, 2. topun yüzeyini ancak öpene kadar katedeceği yol boyunca sürtünme nedeniyle kaybedeceği enerji kadar olsa idi; 1. top 2. topun yanında, onu neredeyse öper vaziyette durabilirdi. Fakat vurulan topa tamıtamamına bu kinetik enerjiyi verebilmenin ihtimali, 'dart' oyunu oynarken, hedef tahtasındaki bir doğru parçası üzerindeki noktalardan belli birine isabet ettirebilme olasılığı kadar düşüktür. İmkansız değil; yeterince, yani belki milyarlarca kez denerseniz belki tutturabilirsiniz. Sorun buradan kaynaklanıyor.
 
 
 
 
Ultra ses nedir?(Ayfer Cankurt)

Ultra ses, adı üstünde, "sesötesi" ya da "ultrasound" demek.
Ultrasound'görüntüleme cihazlarında vücut üzerinde dolaştırılan bir araç vardır; işte o araç bir U/S transdüseri. Yani, duyulabilir frekansların (~300 Hz - 20 kHz) "ötesinde" frekanslarda
(2-10 MHz) titreşip "ses" çıkaran kristaller topluluğu.
İnsanın kulağı duyamadığı (anatomiye, yaşa ve cinsiyete göre değişiyor) sesler “ses ötesi” olarak adlandırılır. Bir üst sınır tanımlaması yok. Günümüzde, teknolojik olarak Giga Hertzler seviyesinde ses sinyalleri üretilebiliyor ve "detekt" edilebiliyor. Gelecekte bu değerin nereye yükseleceğini kestirmek zor.
 
 
 
Fizik kurallarına göre 90 derecedeki suyun 30 derecedeki sudan daha geç donması gerekir.bu olay denendiğinde tam tersi olmaktadır.bunun nedeni nedir?(Cumhur OĞUZ)

Sıcak suyun soğuk sudan daha önce donmasına getirilen açıklama, sıcak suyun daha hızlı buharlaşması ve böylece sıcaklığını daha hızlı yitirmesi.
 
 
 
 
İyi çalışmalar diliyorum; benim sorum şu:Nasıl oluyor da bir vericiden çıkan sinyaller -havada nasıl yol alıp- taa uzaydaki yansıtıcıdan yansıyarak insanların alıcılarına(TV,radio) saniyelik olarak ulaşabiliyor? Örneğin bir canlı yayın !(Faik Yılmaz)

Bu vericilerden iletilen sinyaller elektromanyetik dalgalar aracılığıyla taşınır. Elektromanyetik dalgaların boşlukta ilerleme hızıysa, ışık hızına (saniyede 300.000 km) eşittir. Bu nedenle gönderilen sinyallerin alınması çok hızlı olsa da, yine de kullanılan cihazların birtakım özelliklerinden kaynaklanan birkaç saniyelik gecikmeler yaşanmıyor da denemez.
 
 
 
 
Hologram tam olarak nedir?Yansıma mı? Işık oyunu mu? Herzaman olur mu?Hologram hakkında genel bir bilgi verebilir misiniz?(Abdullah Akalın)

Hologram, eşevreli lazer ışınlarının kullanılmasıyla elde edilen resime verilen ad. Hologram elde etmek için uygulanan yöntemse holografi olarak adlandırılır.
Holografi normal fotoğraf tekniğinden bazı farklılıklarla ayrılır. Her ışık dalgasının üç özelliği vardır: Dalga yüksekliğiyle tanımlanan şiddeti, dalgaboyu uzunluğuyla tanımlanan rengi ve doğrultusu. Gümüşlü levha üzerine çekilen ve siyah beyaz fotoğraflarda, ışıktaki şiddet değişiklikleri kaydedilirken, renkli fotoğraflarda dalgaboyu değişiklikleri de kaydedilir.
Hologramdaysa, ışığın şiddetiyle birlikte, ışık dalgalarının doğrultusu da kaydedilerek bir cismi üç boyutlu görmemiz sağlanır. Bu, tek renk hologramlar için geçerli olsa da renkli hologramlar için ışığın her üç özelliği de kaydedilir.
Üç boyutlu bir görüntü elde edebilmek için, kaynaktan yayılan ışığın fotoğrafını çekmek gerekiyor. Işığın hareket eden ve bu sırada çeşitli tepe ve çukur noktaları oluşturan dalgaları bir an için dondurulup fotoğraflanabilirse, ışığı yansıtan cismin üç boyutlu özelliklerini taşıyan
dalga örneği yeniden oluşturulabilir. Bu noktadan hareket edilerek, cisimden yansıyan lazer dalgalarının genlikleri ve fazları kaydedilip hologram elde edilebilir.
 

Önce yaptığınız yararlı çalışmalar için size ve kurumunuza teşekkür eder başarılar dilerim.Ben mıknatısların itme ve çekme kuvvetinden yararlanarak dönme hareketi elde etmek istiyorum, yaptığım araştırmalarda bulduğum bilgileri size yazıyorum. www.freeenergy.co.za/ da magnet(permanet magnet motor)(magnetic energy de mini romag genarotor) bunlar ingilizce olduğu için pek anlayamadım bana bu konuda yardımcı olursanız sevinirim. www.alternatifenerji.8m.com (mıknatıslı motor) bu sitede Recep Kurt adlı arkadaş hiç enerji gerektirmeden çalışan mıknatıslı motoru yaptığını idda ediyor ama göstermiyor, belki siz konumunuz itibarı ile bilgi elde edebilirsiniz bu calışma ülkemiz icin bence cok önemli bir konudur arştırma yapılması ve işbirliği yapılması cok yararlı oalacagı kanatindeyim. Sizden ricam telefonunuzu verirseniz yüzyüze görüşmenin daha yararlı olacağı kanatindeyim teşekürler.(Fatih Mehmet Özmen)

Verdiğiniz iki referansa da bakıldı. Üniversite hocalarına soruldu ve hepsinden aşağıda özetlenen cevap alındı.Yapmak istediğiniz iş, insanlık tarihi boyunca gerçekleştirilmek istenen “bir çeşit devridaim makinesi” olarak görünmekte. 19. yüzyılda bilimde yapılan devrimsel nitelikteki
buluşlar “devri daim makinası “ diye birşeyin yapılamıyacağını bilimsel formüllerle ortaya koymuştur(termodinamik yasaları). Bedava enerji elde edilebileceği , bir makinanın kendisini çalıştıracak enerjiyi yeniden üretmesi gibi görüşler sürekli ortaya atılmaktadır. Bugün teknolojinin geldiği yeri doğru olarak değerlendirirsek bu tür enerji kaynaklarının yapılmaması veya yapıldığı halde bizden saklanıyor olması ancak komplo teorilerinin malzemesi olabilir. Enerji kaynağı olarak bilimin geldiği nokta madde içindeki enerjinin açığa çıkarılması için “soğuk füzyonun” gerçekleştirilmesi yolundadır ve dünyada birçok bilim merkezinde bu yönde çalışmalar yapılmaktadır. Sizin yapmak istediğiniz mıknatısların etkileşimi ile elde edilecek sürekli hareketi sürtünmesiz bir ortamda gerçekleştirmek mümkündür. Ancak sürtünmesiz ortam yaratılamadığı için bu yapılamamaktadır ve yapılsa da pratik bir değeri olmayacaktır. Oyuncakçı dükkanlarında sizin düşündüğünüze benzer mıknatıslı oyuncaklar vardır. Bunlar dışarıdan verilen çok düşük bir enerji ile sürekli çalışmaktadır. Dışarıdan verilen enerji, sürtünme ile kaybedilen enerjiye denktir.
 

Merhaba, acaba denizlerde oluşan dalgaların sahip olduğu enerjinin dönüşümü sağlanabilir mi? Bu potansiyel kullanılabilir enerjiye dönüştürebilir miyiz?(Sercan Yengeç)

Denizlerde oluşan dalgaların enerjisini, örneğin önlerine küçük birer türbin yerleştirmek ve türbinlerin dalgalar sayesinde edineceği dönme kinetik enerjisini elektriğe çevirmek mümkün. Hatta benzeri bir düzeneği, gel-git olayının enerjisinden yararlanmak amacıyla kurmak da mümkün. Ancak, her bir dalgadan sızdırılabilecek enerji miktarı düşük olduğundan, bu türbinlerden cok sayıda kurmak gerekiyor. Bu işe, enerji elde maliyetini yükseltiyor. Öte yandan, dalgaların gelişi zaman
üzerinde düzenli bir seyir izlemediğinden, üretim sürecinde kesintiler de söz konusu. Ki bu durumda dalga enerjisini, yetersiz kaldığı zamanlarda takviye etmek üzere, daha güvenilir üretim süreçleriyle desteklemek, yani sözkonusu santrali başkalarıyla yedeklemek gerekiyor. Bu da daha fazla maliyet demek. Kısacası, güç düzeyi düşük ve üretim maliyeti yüksek sistemlerle karşı karşıya kalınıyor.
 
 
Kuantum Mekaniği tam olarak nedir?Kuamtum teorisi ile kuantum mekaniği aynı şey midir?(İskender Yalçınkaya)

Evet, aynı şey diyebiliriz. Atomaltı düzeyde etkileşen doğa
kuvvetlerinin (atom çekirdeği içindeki temel parçacıkları bir arada
tutan şiddetli çekirdek kuvveti, çekirdekle çevresindeki elektronları
bağlayan, yani atomu bir arada tutan elektromanyetik kuvvet ve atom
çekirdeğinin bozunmasından sorumlu zayıf çekjirdek kuvveti) işleyişini
açıklayan kurama, teknik dilde kuantum mekaniği deniyor.
 
 
Lazer ışığı (yani oyuncakçıda satılan) lazerlerin nasıl ve hangi tür mercekten yapıldığını merak ediyorum.teşekkürler(Özgür Taşkın)

Lazer, bir ışıktır ama normal ışık kaynağından elde edilenlerden iki farkı vardır bu fark lazerin tek frekanslı olması (yani bir tek rengi içermesi) ve tek bir faz içermesidir. Farklı frekanslar içermediği ve tek bir fazda titreştiği için odaklama vs gibi işlemlerde veya düştüğü
yüzeyde kendi kendini faz farklarından dolayı söndürmemesi sebebi ile yüksek enerjili sayılır. Oyuncak lazerler 5 miliwattan az enerji ürettikleri halde normal ışıktaki 5 miliwatt’lık bir lambadan fazla enerji yüklüymüş gibi etkiler yaratır. Lazer normal olarak karmaşık
sistemlerde üretilirken LED (light emmiting diode) teknolojisi ile artık kolay ve sorunsuz olarak üretilebilmektedir (küçük güçler!) oyuncak lazerler LED teknolojisi ile üretilen lazerlerdir ve telekomünikasyonda fiber optik kablolar aracılı ile iletişimde devrim yaratmışlardır!
YANİ LAZER MERCEĞİN DEĞİL, IŞIK KAYNAĞININ ÖZELLİĞİNDEN OLUŞAN BIR IŞINDIR.
 
 
 
 
 
 

Merhaba. Bana ışınlanma hakkında kısaca bilgi verebilir misiniz? Bilim, bu konuda ne kadar ilerleme kaydetti? Teşekkürler.(U.Güvenirgir)

2003 yılının Ocak ayında araştırmacılar, lazer fotonlarını, 2 kilometre uzunluğunda fiberoptik kablolar aracılığıyla, 55 metre uzaklıktaki bir başka laboratuvara “ışınlamayı” başardılar. Araştırmacıların kullandıkları yöntem, minik birimler halindeki bilgisayar verilerini (bu birimlere kubit adı veriliyor) bir yerden bir başka bir yere iletmeye yarıyor.
“Işınlama”nın ne olduğunu, birçoğumuz televizyonda yayınlanan “Uzay Yolu” adlı bilimkurgu dizisiyle öğrendik. Dizideki kahramanların, uzay gemisinin içindeki bir başka bölmeye, bir başka gezegene ya da bir başka evrene gitmek için yapmaları gereken tek şey kendilerini ışınlamaktı. Bilimkurguda ışınlama (teleportasyon), bir nesnenin tam bir kopyasını bulunduğundan farklı bir yerde yaratıp gerçeğini yok etmek anlamına geliyor. Belli bir nesnenin maddesel özellikleri taranıyor; bu bilgiler başka bir yere aktarılarak nesne orada yeniden yapılandırılıyor. Bu yolla insanlar hiç zarar görmeden ve hiç zaman geçirmeden istedikleri kadar uzağa gidebiliyorlar.
Gerçek yaşamdaysa, “Heisenberg Belirsizlik İlkesi” nedeniyle, ışınlanmanın mümkün olamayacağı düşünülüyor. Daha doğrusu, on yıl öncesine kadar böyle düşünülüyordu. Bu ilkeye göre, bir atomu ya da başka bir nesneyi ışınlamak amacıyla ne kadar yakından taramaya çalışırsanız, özgün durumunu o kadar bozarsınız; yani gerçek bir kopyasını yaratamazsınız. Ancak, 1993 yılında yayımlanan bir makale, taşınacak nesne olarak fotonları, yani ışık parçacıklarını kullanarak bir tür ışınlamanın gerçekleştirilebileceğini ortaya koymuştu. Bir lazer ışınının, sıkıştırılıp aynı anda iki ışık parçacığı yaratacak biçimde ayrılmasıyla bu sorun çözülebilirdi. Bu süreçte üretilen ışık parçacıkları, “ruh ikizi” gibi davranıyorlardı. Ayrı düşseler bile, bir parçacığa yapılan bir işlem, ötekini de etkiliyordu. Araştırmacılar, ışınlamada taşıyıcı olarak bu parçacıkların kullanılabileceğini düşünüyorlardı. Bu parçacıklara üçüncü bir parçacık, mesaj parçacığı katıldığında, mesaj parçacığının özellikleri her iki parçacığa da aktarılabilirdi. Işınlama için, “ikiz” ışınlardan biri taranıyor; mesaj, fiberoptik kablolarla alıcıya iletiliyor ve yerine vardığında yine ışın haline dönüştürülüyor.
O zamandan bu yana araştırmacılar, bu yöntemin geçerli olup olmadığını anlamak üzere deneyler yapıyorlar. Ancak, araştırmacıların ışınlamaya çalıştıkları, insanlar ya da başka nesneler, hatta atomlar bile değil, ışık parçacıkları. Bu yeni yöntemin geliştirilebilmesi için araştırmacıların önünde daha aşılacak çok yol var. Ancak, bu yöntemin günün birinde bilgisayar teknolojilerinde önemli iyileştirmeler yapılmasında kullanılabileceği düşünülüyor.
 
 
Hava boşlukları nasıl oluşur, hava boşlukları hakkında genel bir bilgi verebilirseniz çok sevinirim. İyi çalışmalar.(Salih Sezer)

Konunun tam uzmanı olmamakla beraber hava boşlukları olarak adlandırılan olayın havada boşluk olarak algılanması gerekir. Havanın daha az yoğun olduğu bölgeler olarak algılayabiliriz. Dolayısı ile bu bölgelerde havanın kaldırma gücü bir an öncekine göre azaldığından örneğin uçakların yerçekimi nedeni ile aşağı doğru düşmesine neden olur. Bu olaylar mesela bir dağa çarpan hava akımlarının önce yoğunlaşması daha sonra da dağın alçak kesiminde bir anda yoğunluğu azaltması şeklinde izah edebiliriz. Tabi uçağın dağa yakın veya uzak olması değil bu olayın örneğin 2000 metre
yüksekliklteki bir dağın 1 kilometre yukarısında dahi olabileceğini anımsamak gerekir. Modern uçaklarda bu denli hava yoğunluğunu da fark edebilecek sistemler mevcuttur ve genelde pilot bu bölgelerden uzaklaşmaya çalışır.

Umarım bu açıklamalar yeterli olabilmiştir.
 
Işık hızı nasıl ölçülür? (Yiğit Kaçar)

Işık hızı, çok uzun süren birçok denemeden sonra ilk olarak günümüzde kesin kabul edilen değerine en yakın olarak, Hippolyte Fizeau tarafından 1862 yılında hesaplandı. Fizeau bu hesaplamada dönen aynalardan yararlandı. Buna göre, ışık bir dizi ayna arasında gidip geliyordu. Işığın düzeneğe girip çıktığı süre içinde ayna belirli bir açıyla dönüyordu. Aynanın dönme hızı bilindiğinden, bu açı ölçülerek ışığın gidip gelmesi gereken süre hesaplanabilir. Devrenin uzunluğunun, ışığın parkuru tamamlamak için geçirdiği süreye bölünmesiyle ışık hızına ulaşılır.
Bu yöntem ışık hızının hesaplanmasında kullanılan ve kesin sonuç veren ilk yöntem. Günümüzdeyse çok daha hassas ölçüm araçlarıyla bu ölçümler yapılmış ve Fizeau'nun bulduğu sonucun kesine cok yakın olduğu saptanmış.
 
 
Merhaba.Ben halk arasında colormatik olarak bilinen,fotokromik camlı gözlük kullanıyorum.Fotokromik camlar özelliklerini,neye göre renklerinin değiştiğini ve nasıl elde edildiğini öğrenmek istiyorum.(Serhat İspirli)

Fotokromatik lensler (gözlük camları) ultraviyole (UV) ışınlarla kimyasal reaksiyona girerler. Bu lenslerin imalatı sırasında içlerine milyonlarca 'silver chloride' veya 'silver halide' molekülü eklenir. Bu moleküller UV içermeyen görünen ışık için transparant davranırlar. Fakat UV varsa, bu moleküllerde şekil değişikliğine yol açan bir kimyasal proses başlar. Yeni molekül yapısı görünür ışığı absorbe eder ve bu da lenslerin kararmasına yol açar. Şekil değiştiren molekül sayısı UV
ışınlarının şiddetiyle değiıir UV ışınlarının olmadığı bir ortama girildiğinde tersinir kimyasal reaksiyon oluşur ve moleküller orjinal hallerine dönerler.
 
 
Bir asker ,yer ile 90 derece açı yapacak şekilde havaya makinalı tüfekle atışlar yaptığında o mermiler yere ,askerin başına düştüğünde öldürür mü? Çünkü havaya atılan eşya atılan hızla yere çarpar kuralına göre.Sürtünmeyi göze alsak da ,askerin en azından ağır yarlanması sözkonusu olmaz mı, ama neden olmuyor? Cevabınız bekliyorum, teşekkürler..(Orhan Koçak)

Mermi namludan barutun verdiği itkiyle fırlar ve kinetik enerjisi, potasnsiyel enerjisine yenik düştüğü noktadan itibaren de yere düşmeye başlar. Düşerken mermiye etki eden yalnızca yerçekimi olduğundan merminin havaya çıkış hızıyla yere iniş (serbest düşüş) hızı arasında çok büyük fark vardır. Ancak, mermilerin 900 m yükseldiğini varsaysak, bu yükseklikten düşen 20-30 gramlık metal çekirdekler bile ciddi yaralanmalara neden olabilir.
 
 
Benim sorum, maddelerin ısı nedeniyle sahip oldukları enerjiyi kullanmak mümkünmü?(ısıyı soğuk yere nakletmeden,doğrudan ısının enerjiye dönüştürülmesi)Mümkün değilse ilgili yasa hakkında bilgi.Teşekkürler.(Musa Su)

önce ısının zaten bir cins enerji olduğunu hatırlayalım. Sorunun anlamlı şekli heralde "ısının enerjiye dönüştürülmesi "yerine "mekanik işe dönüştürülmesi" olacak. Burada "ısıyı soğuk bir yere nakletmeden" ifadesi can alıcı önem taşıyor ve bizi kesin bir cevaba ulaştırıyor. Cevap: hayır, mümkün değil, çünkü mümkün olsaydı Termodinamiğim İkinci Yasası'nı ihlal etmiş olrduk. Herhalde okuyucularımız bu yasaya göre kapalı bir sistemde entropinin (kaba anlamı ile düzensizliğin) hiç bir zaman azalmadığını biliyorlardır. Sıcak maddeden ısı aldığımız zaman entropisini azaltıyoruz; mekanik iş de entropiyi değiştirmediğinden kapalı sistemimizin içinde entropi net olarak azalmış ve İkinci Yasa yı bozmamış oluyor.
 
 
 
 
 
 
Uzayda hava olmadığını biliyoruz. hava olmayan bir yerde hiçbir nesnenin alev almadığınıda biliyoruz. o halde güneş nasıl bir alev topudur.(Deniz Sever)

Alev (oksidasyon) ile ısı radyasyonu farklı şeyler. Güneş'in yüzeyinin ışıması, merkezindeki nükleer tepkimelerin (hidrojen çekirdeklerinin birleşerek helyum çekirdekleri haline gelmesi ve bu tepkime sonunda büyük oranda enerji açığa çıkması) sonucu. Merkezdeki yaklaşık 15 milyon derece sıcaklık dış katmanlardan ısı aktarımı yoluyla yüzeye ulaşıyor ve bildiğimiz 5.600 derece düzeyindeki yüzey sıcaklığını oluşturuyor. Güneş'in yüzeyinde aleve benzettiğimiz parlama ve patlamalar, aslında sıcak ve elektrik yüklü gaz kütlelerinin, manyetik alan çemberlerini
izleyerek uzaya püskürmesi.
Alevle ışıma arasındaki farkı belki daha somut biçimde elekltrik ampulü örneği ile anlatabiliriz. Ampulün içinde de hava yoktur; ama ince tungsten telden olan resistans ısındığı için ışıma yaparak odamızı aydınlatır.
 
 
 
Merhaba. Öncelikle teşekkür ediyor ve bu güzel servisin devamını diliyorum. Sesten 2 hatta 3 kat daha hızlı uçan savaş uçaklarını yakalayabilmek için ses dalgası kullanırsak, gönderdiğimiz dalga uçaktan yansıyıp bize geri gelinceye kadar uçak bizim radar üssünü gecmis olmayacak mı? Cevabınız için şimdiden teşekkürler.(Ümit Kurşun)

Aklınızı karıştıran, anladığım kadarıyla radarların ses dalgaları kullanarak hedefin nerede olduğunu belirlediği şeklindeki yanlış bilgi. Sesin havada yayılma hızı SAATTE 1100 km kadar. Yani, eğer radar hedefleri ses dalgalarıyla belirliyor olsalardı, dediğiniz doğru olurdu. Yani, sesten 2-3 kat hızla uçan bir uçak, radara yakalanmayabilirdi. Oysa radarların, hedeften yansıtıp konum ve hız belirlemekte kullandıkları, ses değil radyo dalgaları. Radyo dalgaları da elektromanyetik dalgaların bir türü. Elektromanyetik dalgalarsa, bildiğiniz gibi boşlukta SANİYEDE 300 000 km hızla ilerler. Dolayısıyla, sorun çözümlenmiş oluyor, değil mi?
 
 
 
Niçin bazı radyo istasyonları gece olunca gündüze oranla daha iyi dinlenebiliyor?

Radyo dalgaları doğal olarak düz çizgiler halinde ilerlerler, dolayısıyla dünyanın yuvarlaklığından ötürü hiçbir radyo istasyonunun 30 – 40 milden öteye yayın yapamayacağı düşünülebilir. Uydu yayınları haricinde yerden yapılan yayınlar için bu doğrudur. Dünyanın yuvarlaklığı, yerden yapılan yayınların 40 milden (64 km) daha öteye geçmesini engeller. Ancak bazı radyo istasyonları, özellikle de kısa dalga ve AM bandından yayın yapanlar, çok daha uzaklara ulaşabilir. Kısa-dalga yayınlar dünyanın etrafını dolaşabilir, AM istasyonları ise özellikle gece yüzlerce kilometre uzağa yayınını ulaştırabilir.
Bu uzatılmış yayın, atmosferin bir tabakası olan iyonosfer sayesinde mümkün olabiliyor. Güneş ışınlarının çarpmasıyla buradaki atomların pek çoğu elektronlarını yitirerek iyonlara dönüştüğü için bu tabakaya iyonosfer denmektedir.
Anlaşıldığı kadarıyla iyonosfer, bazı tür radyo frekanslarını yansıtmaktadır. Böylelikle radyo dalgaları yerle iyonosfer arasında seker ve gezegenin etrafında kendilerine yol bulurlar. İyonosferin yapısı, güneş ışınlarının varlığı ve yokluğu nedeniyle gündüz ve gece farklılık gösterir. Bazı radyo istasyonlarını gece daha iyi dinleyebiliyor olmamızın nedeni, iyonosferin yansıtma özelliğinin geceleri daha iyi olmasındandır.
 
 
 
Kaç çeşit kuvvet vardır? Sürtünme kuvvetinin yararlı ve zararlı etkileri nelerdir? Sürtünme olmasaydı neler olurdu?(Reyhan Öztürk)

Bir cismin başka bir cisimle etkişleşmesinin sonucunda, cisimlerden birinin itilerek ya da çekilerek hareketine neden olan şey kuvvettir. Kuvvet sadece varolan bir etkileşimin sonucunda doğar.
Farklı kuvvet türleri var. Genel olarak kuvvetler temas gerektiren ve temas gerektirmeyen olarak sınıflandırılabilir.
Sürtünme, gerilim, normal, hava direnci (viskozite), dışarıdan uygulanan, yaylanma kuvvetleri temas gerektiren kuvvetler; evrensel çekim kuvveti, elektriksel ve manyetik kuvvetler temas gerektirmeyen kuvvetler olarak bilinir.
Sürtünme kuvveti; bir yüzey üzerinde hareket eden bir cismin hareketini zorlaştırıcı olarak yüzeyin gösterdiği dirençten doğan kuvvettir. Sürtünme kuvveti cismin hareketine karşı yöndedir, yani cismin hareketini zayıflatır. Örneğin,masanın üstünde duran bir kitabı ittiğinizde, sürtünme kuvveti kitabın hareket yönüne ters yönde bir etkiyle kitabın hareketini durdurur.
Sürtünme olmadığında, bir cisme bir kuvvet etki ederse, cisim bu kuvvetin etkisiyle sonsuza kadar hareket halinde olacaktır.
 
 
 
Kemal özdenin ışıkla ilgili sorusunda gözlerimizi kapatıncada olsada ışığın gözümüze girdiği söylenmişti..peki bu ışık gözümüze girince bir görüntü oluşması gerekmez miydi..oysa herhangi bir görüntü oluşmuyor..neden?(Yahya Araz)

Sorunuzun yanıtı, gözümüzün yapısı, ışığın niteliği ve şiddetiyle ilgili. Gözümüzün bir görüntü oluşturabilmesi için, bir cisimden yansıyan ışık yani foton demetlerinin dış bükey göz merceğinde yön değiştirerek retina tabakası üzerindeki almaçlarda odaklanması gerekir. Saydam ortamlardan bükülmeden (paralel) geçen ışın demetleri, opak (ışık geçirmeyen) ortamlarda gelişigüzel açılırlar dolayısıyla mercekçe odaklanamazlar. Bu da bizi neyin opak olup neyin olmadığına getiriyor. Opaklık, ışığın şiddetine göre değişen bir durum. Bizim gözlerimiz, sınırlı bir aralıktaki dalgaboylarındaki (elektromanyetik tayfta görünür ya da optik ışık denen bölgedeki) ışığa duyarlıdır. Bu ışık görece düşük şiddette olduğundan, hayli ince bir derşi tabakası olan gözkapaklarımızdan geçemezler. Ya da çok küçük bir bölümü geçebilir. Yani gözkapaklarımız, optik dalgaboylarındaki ışığa opaktır. Ama eğer gözlerimiz X-ışınlarına da duyarlı olsaydı, gözkaspaklarımız bu lşiddetli ışığa karşı geçirgen hale gelecek ve beynimizde, uzaktan gelen
X-ışınlarını durduran cismin gölgesi, ya da cisimden yansıyan X-ışınlarının oluşturduğu görüntü oluşacaktı.
 
 
 
Neden gözlerimizi kapattığımızda sadece siyah rengi görürüz? Mesela neden kırmızı renk görünmez de siyah? Siyah rengin dalgaboyu veya gözlerimizin yapısıyla bir alakası olabilirmi?(KEMAL ÖZDEN)

Siyah'ın renk olmadığıyla başlarsak, sanırım soru kendiliğinden yanıtlanmış olur. Yedi ana renk ve değişen tonları, aslında elektromanyetik tayfın, bizim görebildiğimiz, optik ya da görülebilen
ışık diye adlandırılan bölgesindeki aralığındaki farklı dalga boyları. Basit prizma deneylerinden de bildiğimiz gibi bunlar bir araya gelince "beyaz ışık dediğimiz" demet oluşuyor. Siyah "renk", aslında ışığın olmadığı bir durum. Gözlerimizi kapattığımızda da ışık geçirmeyen (ya da çok az geçiren) gözkapaklarımız ışık demetlerini perdelediğinden,göz sinirlerimiz herhangi bir ışık algılamıyor, dolayısıyla bir (siyahlık=ışıksızlık) hissediyoruz. Bu, mehtapsız bir gecenin gecenin
niçin siyah olduğunu da açıklıyor. Bunu anlamanın bir yolu, açık havada gözlerimizi kapatarak yüzümüzü Güneş'e dönmek(gözlerin kapalı olması gerektiğini vurguluyorum, çünkü çok koyu, özel filtreler olmadan doğrudan Güneş'e bakmak gözlerde retina hasarı oluşturur). Gözkapaklarımız ince deri parçaları olduğundan Güneş ışığının bir kısmını geçirecek ve biz tümüyle bir s siyahlık yerine koyu tonda hafif bir renk göreceğiz
.
 
Fizikte serbest düşme sonucu limit hızın kütleye bağımlı formülü nedir?(İhsan Katırcı)

Limit hız sürtünme kuvvetini bularak hesaplanabilir. Yapılması gereken sürtünme kuvvetini, cismin ağırlık kuvvetine eşitlemek (ancak bu durumda cisim sabit limit hızla yol alabilir). Sürtünme kuvveti hıza bağlı olduğu için, buradan limit hız bulunabilir.
Fakat havayla sürtünmede iki farklı durum söz konusu. Eğer cisim düşük hızla yol alıyorsa (örneğin bir pamuk topağının düşmesi gibi), o zaman hava ile sürtünmede havanın viskositesi çok önemli. (Viskositeyi akmaya direnme olarak düşünebiliriz. Balın viskositesi suyunkinden fazladır örneğin.) Bu durumda, cisme uygulanan sürtünme kuvveti, cismin hızı ile doğru orantılı. Aynı zamanda havanın viskositesiyle de doğru orantılı. Fakat sürtünme kuvveti cismin şekline de bağlı ve bu nedenle genel bir ifade bulmak mümkün değil. Küre şeklinde bir cisim için sürtünme kuvveti hesaplanmış. Burada kuvvet F=6*pi*R*n*v ifadesiyle belirleniyor. Burada R kürenin yarıçapı, n havanın viskositesi (yaklaşık 0.00002 Ns/m2). Dolayısıyla m kütlesindeki cismin limit hızı v=m*g/(6*pi*R*n) olur.
Fakat eğer cisim yüksek hızla düşüyorsa (bir paraşütçünün düşmesi gibi), havanın eylemsizliği nedeniyle oluşan sürtünme kuvveti daha önemli hale geliyor. Böyle bir durumda sürtünme kuvveti hızın karesiyle doğru orantılı. Havanın viskositesinin hiç bir önemi yok. Cismin şekli çok önemli ama temel kural olarak kuvvetin cismin düşme doğrultusundaki kesit alanı ile orantılı olduğunu söyleyebiliriz. Bu durumda sürtünme kuvveti için kesin bir formül yok ama kabaca F=0.5*C*d*A*v^2 ile ifade ediliyor. Burada A kesit alan, d havanın yoğunluğu, C de cismin şeklinin etkisini gösteren bir civarında bir sayı. (C, küre için 0.47 civarında, paraşüt için 1.5 civarında). Yine buradan limit hız için bir ifade elde etmek mümkün.
 
 
 
Farklı işaretli, farklı yüklü ve farklı kütlesi olan üç metal küre bir düzlem üzerinde rasgele yerleştiriliyorlar. Bu üç küre de aynı anda serbest bırakılıyor. Kürelerin üstte farklı olduğu belirtilen bütün verileri ve serbest bırakılmadan önce bırakıldığı noktalar verilmiş. Bu kürelerin gideceği yollar bir-veya üç veya n sayıda-denklem ile ifade edilebilir mi? Bu mümkün müdür?(E. Mehmet Kıral)

Bu çözümden ne kastettiğinize bağlı. Problem cisimlerin durumlarını belirtmek için sonsuz sayıda veriye ihtiyaç olmasından dolayı karmaşık ve çözülemezmiş gibi görünüyor. Burada önemli olan nokta şu: denklemleri çözerek neyi bulmamız gerekiyorsa, bunları makul bir yaklaşımla hesaplayabilir miyiz? Örneğin, 5 saniye sonra üçüncü kürenin nerede olacağını bulmak istiyorsak, bu konumu %1 kesinlikle hesaplamak bizim için yeterli. Bulunması istenen değerlerin kesin hesabı, bir çok fiziksel problemde olduğu gibi, burada da mümkün değil. Ama yaklaşım her zaman yapılabilir.
Bu problemde ilk yapılması gereken kürelerin herhangi bir konumu için bu kürelerin üzerindeki yük dağılımının hesaplanması, sonra da bu dağılıma göre küreler arasındaki kuvvetin bulunması. Bu kolay bir problem değil ama doğru dağılımı istediğimiz kesinlikle hesaplamamızı sağlayacak matematiksel yöntemler var. Kısa zamanlar için, bu yöntemlerle hesaplanan konumlar yeterli kesinlikte hesaplanmış olacaktır. Daha uzun zamanlar için, küreler hareket ettikçe, üzerlerindeki yük dağılımı değiştiği için, bundan kaynaklanan akımlar ve bu akımlardan dolayı kaybolan enerji de hesaba dahil edilmeli.
Her iki durumda da, kürelerin belli bir süre sonraki konumlarını veren, biz ölümlülerin kolayca anlayabileceği basit formüller olduğunu sanmıyorum. Bu, tamamen bilgisayarların yardımıyla çözülmesi gereken bir probleme benziyor
 
 
Saydam maddeler ile saydam olmayan maddelerin molekül seviyesinde ne gibi farklılıkları vardır? Yani molekül yapısı, dizilişi nasıl oluyor da ışığı geçiriyor veya geçirmiyor?

Eğer bir madde saydam değilse ya ışığı yansıtıyordur ya da soğuruyordur. Yansımayı bir kenara bırakalım (çünkü burada olay biraz karışık, saydam olmayanlarla beraber saydam maddeler de ışığı yansıtabilir). Soğurma dediğimiz aslında ışığın taşıdığı enerjinin madde tarafından alınması olayı. Böyle bir olayın olabilmesi için de ışığı oluşturan fotonların taşıdığı enerjinin, madde içindeki iki enerji seviyesinin enerjileri farkına eşit olması gerekir. Yani, madde fotonu soğurarak bir seviyeden diğer seviyeye geçebilmeli. Eğer böyle bir olay mümkünse, madde saydam olmayacaktır. Fakat eğer, fotonların taşıdığı enerji madde içindeki enerji seviyeleri farkının hiçbirine eşit değilse, foton maddeden soğurulmadan geçer. Yani, bu durumda madde saydamdır. Burada dikkat edilmesi gereken nokta, maddelerin saydamlığının fotonların enerjisine, yani ışığın dalga boyuna bağlı olması. Radyo dalgalarından gama ışınlarına kadar ışığın tüm olası spektrumu düşünülürse, her maddenin saydam olduğu ve saydam olmadığı “ışık renkleri” (dalga boyları) vardır.
Moleküllerin yapısı ve dizilişi, enerji seviyelerini belirlediği için, maddenin saydam olup olmamasında çok önemli. Fakat, sadece bu dizilişe bakarak saydamlık için basit bir kural çıkarmamız olanaksız. Sadece bir kaç genel kuraldan bahsetmek mümkün. Metallerde, yani atomların bazı elektronlarının madde içinde serbestçe dolaşabildiği maddelerde, bu serbest elektronların enerjileri maddenin düşük enerji seviyelerini belirliyor. Bu maddelerde “yeteri kadar düşük” bütün enerji seviyeleri var. Bu nedenle metaller düşük enerjili (yüksek dalga boyuna sahip) ışıklar için saydam değil. Bilinen tüm metallerde görünür ışık da buna dahil. Bunlar sadece yüksek enerjili X-ışınlarına karşı saydam olabiliyorlar. Metal olmayan maddelerdeyse, bütün enerji seviyeleri her zaman mümkün değil. Bu nedenle madde sadece belli renkteki ışıkları soğurup diğerlerini geçiriyor. Saydam maddeleri bunlar arasında buluyoruz ama yukarıda söylediğim gibi, hangi maddelerin hangi renk ışık için saydam olacağını, enerji seviyelerini hesaplamadan kestirmek, bunun için basit bir kural bulmak mümkün değil.
 
 
 
 
Bir molekül grubu ısıtıldığında titreşimi artıyorsa bu titreşim frekansı belirlenebilir mi? Ve bu molekül grubunun olası bir titreşim düzeni var mıdır?

Evet. Moleküllerin ve katıların tipik titreşim frekansları hem hesaplanabiliyor hem de deneysel olarak ölçülebiliyor. Titreşim frekansı atomların kütlelerine ve atomlar arasındaki kuvvete bağlı olarak bulunabiliyor. Kuvvet de atomların moleküle ve katı içinde nasıl dizildiklerine bağlı olarak hesaplanabiliyor. Hesaplama tekniklerimiz mükemmel olmasa da, bir çok durumda deneyle karşılaştırılabilir titreşim frekansları elde edebiliyoruz. Deneysel ölçüm için de çok sayıda teknik var, ama en basiti (moleküller için) molekülün soğurduğu ya da yayımladığı ışığın frekansını ölçmek. Eğer ışık bu titreşim hareketi tarafından soğurulmuş ya da yayınlanmışsa, ışığın frekansı titreşim frekansıyla aynı.
Moleküllerin bir kaç tane değişik titreşim modu olabilir ve hepsinin de değişik frekansları vardır. Örneğin karbon-dioksit molekülü O-C-O doğrusal zincirinden oluşmuştur. Bu molekülün üç değişik titreşim modu var. Karbon bir soldaki bir sağdaki oksijene yanaşır ve bu hareketine devam eder (frekansı 7x10 üzeri 13 Hz), veya her iki oksijen karbona bir yaklaşır bir uzaklaşır (frekansı 4x10 üzeri 13 Hz), son olarak molekül doğrusallıktan saparak bükülme hareketi yapar (frekansı 2x10 üzeri 13 Hz). Yani her titreşim modunun kendine özgü bir titreşim biçimi ve frekansı var.
 
 
 
Işık bir dalga ise uzayda hiçbir maddeciğin olmadığı bir alandan (Boş bir yer olduğunu varsayalım) geçebilir mi?(Kadir Korkmaz)

Işığın bir dalga olduğu doğru ve bu boş bir uzaydan geçmesine engel değil. Bu soru 19. yüzyılın sonlarına doğru fizikçileri oldukça meşgul etmişti. Çünkü çevremizde gözlemlediğimiz bütün dalgalar bir ortamda yayılıyor: Sudaki yüzey dalgaları su olmadan, havadaki ses dalgaları da hava olmadan var olamazlar. Bu nedenle, ışığın “esir” adı verilen henüz bilinmeyen bir ortamdaki dalgalar olduğu varsayılıyordu. Fakat, esir rüzgarının hızını, daha doğrusu Dünya’nın esir içinde hangi hızla yol aldığı sorusunun cevabını bulmaya yönelik deneylerin hepsi başarısız oldu. Bu nedenle, ışığın uzayda (boş ya da maddeyle dolu) herhangi bir ortama ihtiyaç duymadan yayılan bir dalga olduğu düşüncesi ağırlık kazanmaya başladı. Bildiğiniz gibi, Einstein, bu sonuçtan yola çıkarak özel görelilik kuramını geliştirmiştir.
Kanımca temel sorun şu: Maddesel bir ortam üzerinde yayılmayan bir dalgayı kafamızda nasıl canlandıracağız? Sorun “böyle bir dalga var olabilir mi?” değil. Çünkü var olduğunu biliyoruz. Işık yayılırken uzayda elektrik ve manyetik alanlar oluşturuyor. Uzayın belli bir noktasında olan elektrik alan, “o noktaya bir yük yerleştirseydik, o yük üzerine bir kuvvet uygulanacaktı” anlamına geliyor. Benzer şekilde manyetik alanın anlamı var. Bu alanlar bildiğimiz anlamda maddesel değiller, ama var olduklarına eminiz çünkü enerji taşıyabiliyorlar. Işığın dalga özelliği bu alanların büyüklüklerinin zamana ve konuma göre tipik bir dalganınkine benzer şekilde değişiyor olmasından kaynaklanıyor. 19. yüzyıl fizikçileri, elektrik ve manyetik alanı esir ortamının bazı özellikleri olduğunu düşünüyorlardı. Bugün böyle düşünmüyoruz. Yani, elektrik ve manyetik alan diye şeyler, başka bir ortama ihtiyaç duymadan varlar, fakat buna benzer bir şeyle günlük hayatımızda karşılaşmadığımız için hayalimizde canlandırmamız oldukça zor. Işık da bu elektrik ve manyetik alanların dalgalanmalarından oluşuyor.
 
 

Doppler etkisi tam olarak nedir? Trafikte araçların hızını ölçmede bu etkiden mi yararlanılır? Nasıl bir uygulama vardır? (Yusuf Büyükdağ)

Ses dalgaları ve elektromanyetik dalgalar içinde bulundukları ortam değişmedikçe, sabit hızla ilerlerler. Bu, ses ya da elektromanyetik dalga kaynağı hareket etse bile, dalgaların aynı hızla ilerleyeceği anlamına geliyor. Size doğru hareket eden bir otomobil düşünün. Otomobil size doğru
gelirken, ondan kaynaklanan her ses dalgası, farklı bir noktadan çıkar.
Yani, dalgalar bir anlamda sıkışmış, yani frekansı artmış olur. Yüksek frekanslı sesi, daha ince duyarız. Eğer otomobil sizden uzaklaşıyor olsaydı, bunun tam tersi gerçekleşirdi. Yani, otomobilin sesini olduğundan daha pes duyardınız. Buna, Doppler etkisi denir. Doppler etkisi, elektromanyetik
dalgalar için de geçerlidir. Yaklaşan bir cisimden kaynaklanan ya da yansıyan elektromanyetik dalgalar olduğundan daha yüksek frekanslı, uzaklaşan bir cisimden kaynaklanan dalgalarsa olduğundan daha düşük frekanslı olarak algılanır.
Radar, radyo dalgalarından yararlanarak herhangi bir cismin uzaklığını ve hızını saptamada kullanılır. Radarın yaydığı radyo dalgaları, uzaklığı saptanmak istenen cisimden yansıyarak geri gelir. Radyo dalgalarının hızı sabit olduğundan, dalganın gidiş-geliş süresi ölçülerek, cismin uzaklığı saptanabilir. Yine, Doppler etkisinden yararlanılarak, yansıdıktan sonra geri gelen radyo dalgalarının frekansındaki değişim ölçülerek cismin hızı hesaplanabilir. Trafikte, araçların hızını ölçmede kullanılan radarlar da genellikle bu şekilde çalışır.
 
 

Uzaya roket fırlatımasında hangi kuvvetker etkili olur? (Elçin Kuş)

Fırlatılmış bir roketin üzerinde toplam üç kuvvet etkili olur. Bunlar,
roketin ağırlığı yani onu yere doğru çeken yerçekimi, havayla olan
sürtünmesi ve roket motorlarının sağladığı itkidir. Itki, roketin ağırlığına
ve havayla olan sürtünmesine zıt yönlü ve en azından bu iki kuvvetin
toplamına eşit olmalıdır. Eğer, roketin motorları henüz ateşlenmiş ve roket
hareket etmek üzereyse (ya da harekete yani başlamışsa), roketin üzerindeki
hava sürtünmesi ihmal edilebilir. Yani, etkin kuvvet olarak, roketin
ağırlığına karşılık motorların itki kuvveti vardır.
 
 
 
Fizikte bir ışık kaynağının verdiği ışık şiddetini ölçmeye yarayan araca ne denir? (Uğur Uçar)

Bu tür aygıtlara genel olarak "fotometre" ya da "ışıkölçer" denir.
Işıkölçerler, kullanım açacına yönelik olarak farklı özelliklere sahip
olabilirler ve farklı şekillerde adlandırılabilirler. Örneğin,
fotoğrafçılıkta kullanılan ışıkölçerlere "pozometre" denir.
 
 
 
Durgun sıvıların bulundukları kaba yaptıkları basınca ne denir? (Mert Uçar )

Durgun sıvıların, bulunduklara kaba yaptıkları basınca, "hidrostatik basınç" adı verilir. Sıvının içinde bulunduğu kabın iç yüzeyine yaptığı basınç, kabın her yerinde aynı değildir; derinlik arttıkça basıç da artar. Hidrostatik basıç, yerçekimi ivmesi, sıvının yoğunluğu ve derinliğin çarpımına eşittir.
 
 
 
Renk nedir?İnsanların renk dediği şey sadece ışığın değişik dalgaboylarında gözüne çarpması mı?Fiziksel olarak renk nasıl açıklanır?(Can Kabadayı)

Renk, genel anlamda cisimlerin yansıttığı ya da yaydığı ışığın gözle algılanması. Fizikteyse, elektromanyetik ışınım tayfının insan gözünün algılayabildiği bölgesinde yer alan dalgaboylarıyla ilişkilendiriliyor. Görünür ışık olarak adlandırılan bu bölge, tayfın 400-700 nm arasındaki dalgaboyu aralığını kaplıyor.
Gözde, ağtabakada her biri farklı bir renk maddesi içeren üç tür koni hücresi var. Bu üç tür koni hücresi, birlikte tüm renkleri algılamamızı sağlıyor. Yani renkler, görünen ışığın farklı dalgaboylarının gözümüzle buluşması ve beyne iletilmesiyle ortaya çıkıyor.
 
 
Müon ne demektir?(Ahmet Turgutlugil )

Müon (ya da muon), fermiyon türünden (aynı enerji düzeyinde toplanmaktan hazzetmeyen) ve elektron gibi, lepton denen 1/2 spinli aileden bir temel parçacık. Genellikle elektronun biraz daha ağır bir türü olarak bilinir ve elektron gibi negatif elektrik yükü taşır.
 
Ben kütle ve ağırlık arasındaki farkı soracaktım.Ben normalde 70 kg'mım. bu benim kutlem mi oluyor, yoksa ağırlığım mı. Kütle cismi meydana getiren madde miktarı ağırlık ise bu madde miktarına etki eden kuvvet oldugu ıcın ben bu sorunun cevabını benim kütlem olarak cevaplıyorum. Tabi bu bır tartışma konusu oluyor. F=mg (ağırlığım ıse...70 x 9,8=700 gibi bir sayı da benim ağırlığım olur diyorum. Bana bu konu hakkında yardımcı olursanız sevinirim....tesekkurler.(Çağdas Değer)

Aslında sorunuzun yanıtını açık bir şekilde vermişsiniz. Yaptığınız kütle ve ağırlık tanımları da doğru. Söylediğiniz gibi, siz 70 kg olduğunuzu söylerken kütlenizi söylüyorsunuz. Bu, yani kütleniz, Dünya'da da olsanız, uzayda ya da Ay'da da değişmez. Ama, ağırlık sizi çeken kuvvete bağlı
olduğundan değişir. Yeryüzündeki ağırlığınız, yine belirtmiş olduğunuz gibi (kütleniz x yerçekimi ivmesi) 70 x 9,8 = 700 Newton olur. Ancak, Ay'daki ağırlğınızdan söz ederken, kütlenizi Ay'ın kütleçekimi ivmesiyle çarpmanız gerekir. Ay'daki kütleniz aynı olduğu halde ağırlığınız yeryüzündekinin yaklaşık altıda biri olacaktır.
Ağırlık, genelde yanlış kullanılan bir kavram. Ancak bu yanlışın "zararsız" olduğu söylenebilir. Çünkü, yeryüzünün her yerinde, yer çekimi hemen hemen aynıdır ve kütlenizi ağırlığınız olarak söylemeniz herhangi bir karmaşa yaratmaz. Ancak, doğrusu, bu tür bilimsel hataları yapmamaya özen göstermek. Amatör de olsa bilimle ilgilenenlere ve özellikle de Bilim ve Teknik ile Bilim Çocuk okurlarına yakışan bu
 
 
 
 
Mesela gök yüzüne doğru bir ışıldağı tutup yaktığımızda o ışık sonsuza kadar gider mi?Ayrıca ışıldağı kapattığımızda o ışık ışınları uzayın sonsuz boşluğunda ilerlemeye devam edermi?(İskender Yalçınkaya)

Önce sorunuzun ikinci kısmından başlayalım. Evet, ışıldağı kapattığınızda da daha önce yola çıkmış olan ışık (fotonlar) yollarına devam ederler. Bir örnekle açıklayalım: Milyarlarca ışık yılı
uzaklıktaki süpernova patlamalarını bugün belirliyoruz. Yani yıldızın patlaması (ışıldağın sönmesi) milyarlarca yıl öncve gerçekleşmiş. Ama,patlama anında yola çıkmış olan yüksek enerjili fotonlar, kaynak ortadan kalktıktan sonra milyarlarca yıl yol alarak bize ulaşıyor. Yüksek enerjili dedik. Evren de görebildiğimiz ışınlar, örneğin yıldızlarda, karadeliklerin yakınlarında, süpenova patlamalarında ve benzeri şiddetli olaylarda üretilen yüksek enerjili fotonlardan oluşuyor. Işıldağın içinde bir tungsten ya da benzeri bir metalin akımla ısınmasıyla yayınlanan fotonolarsa yüksek enerjili olmadıklarından fazla uzaktan algılanamazlar.
 
 
 
 
Uzayda var oldugunu söylediginiz karadeliklerin nasıl oluştugunu anlayamadım ve anladıgım kadarıyla bu karadelikler görünemiyolarmış.görünemeyen bişeyin varlıgını nasıl anlayabiliyosunuz?(Sibel Taş)

Daha önceki sorulara verdiğimiz yanıtlarda da Bilim ve Teknik dergisinin çeşitli sayılarında da karadelikleri ve oluşumlarını ayrıntılarıyla inceledik. Özetle "yıldız kütleli" karadelikler, Güneş'ten 8-10 kat büyük yıldızların merkezlerinin çökmesiyle, gökadaların merkezlerinde, birkaç milyondan birkaç milyar Güneş kütlesine kadar ağırlıkta olan süperdev karadelikler de büyük gaz kütlelerinin çökmesiyle oluşuyorlar. Karadeliklerin kütleleriyle orantılı olan "olay ufku" denen küresel bir bölgenin içine düşen hiçbir şey (ışık dahil)geri çıkamadığından karadelikler doğrudan gözlenemiyorlar. Varlıkları, ya çevrelerinde dolanan yıldızların olağanüstü hızlarından, ya da yuttukları gazın oluşturduğu disk içindeki elektronların ışığa yakın hızlarda dönerken sinkrotron ışıması ya da parçacıkların sürtünmeyle ısınarak yaydıkları X-ışınları gözlenerek belirlenebiliyor.
 
 
 
 
Foton ve atom arasındaki ilişki nedir?(Ömer Boz)

Foton, bildiğimiz gibi elektromanyetik kuvvetin taşıyıcı parçacığı.Elektromanyetik kuvvet de atom çekirdeği ile çekirdek çevresindeki elektronları birbirine bağlayan kuvvet. Çekirdek içindeki
pozitif elektrik yüklü protonlar, çekirdek çevresindeki olası yörüngelerden birinde dönen elektronla sürekli foton alışverişi yaparak yörüngede tutar.
 
 
Güç ve kuvvet arasındaki fark nedir? (Doruk Atışkan)

Kuvvet, bir cismi çeken ya da iten etkiye denir. Kuvvet, kütle ve ivmenin çarpımına eşittir. Örneğin, bir cismin üzerindeki yerçekimi kuvvetini hesaplamak için, cismin kütlesiyle (kg cinsinden), yerçekimi ivmesini (9,81 kg/m2) çaparız. Kuvvetin birimi Newton’dur.
Güç, birim zamanda yapılan işi tanımlar. İş ise, bir cismi bir yerden başka bir yere taşımak için gereken kuvvettir. İşi, matematiksel olarak şöyle tanımlayabiliriz: İş = (uygulanan kuvvet) x (yol). Bu sırada harcanan gücü hesaplamak için de, işi zamana bölmek gerekiyor. Çünkü güç, birim zamanda yapılan işe eşit.
Bu durumda, güç ve kuvvet arasındaki ilişki şöyle tanımlanabilir:
Güç = kuvvet x yol / zaman.
Yani, güç birim zamanda alınan yolun uygulanan kuvvetle çarpımına eşittir. Formülü biraz daha indirgersek, (yol / zaman = hız):
Güç = kuvvet x hız olur.
 
 
 
Beyaz renk nasıl elde ediliyor meslela renkler birbirine karıştırıldığında çeşitli renkler çıkıyor ama BEYAZ renk nasıl elde ediliyor? ( Ömer Uludağ )

Boya maddeleri kullanılarak renk elde etmek, ışığın farklı dalgaboylarını kullanarak renk elde etmekten farklı bir işlem. Karıştırma işlemi toplamalı ya da çıkarmalı işlem olarak gerçekleştirilir. Toplamalı işlemde, tayfın değişik bölgeleri birbirine eklenir; çıkarmalı işlemdeyse, tayfın bir bölümünün ortadan kaldırılması ya da soğurulması söz konusudur.
Toplamalı sistemde renk oluşumunu açıklayan en güzel örnek, televizyon ya da bilgisayar ekranının renk oluşturmasıdır. Renk maddelerinin karıştırılarak renk elde etmek çıkarmalı işlemle gerçekleşir.
Çıkarmalı işlemdeyse renkler, renk maddesinin beyaz ışığın bazı dalgaboylarını soğurup kalanları yansıttığında görülür. Yani, kırmızı renk boyası, mavi ve yeşil ışık ışınlarının tamamını ve sarının da büyük bir kısmını soğuruyor; yalnızca kırmızı ışık yansıyor. Sarı renk maddesiyse, mavi, mor ve kırmızıyla yeşilin bir kısmını uzaklaştırıyor. Sonuçta, kırmızıyla sarı renk maddeleri karıştırıldığında, soğurulmayan ışınların aralığını daraltıyor; Böylece, yalnızca tayfta görülen ışığın turuncu dalgaboyu yansıyor. Bu karışıma eklenen her yeni renk maddesindeyse, yansıyan ışıktan yeni dalgaboyları eksiliyor ve renk giderek çamurumsu bir hal alıyor. Bu nedenle, renk maddeleri yani boyalarla yapılan karıştırma işlemleri istenilen rengi vermiyor.
 
 
 
 
 
 
 

Şöyle bir deney yapsak: Bir kişi tren raylarına kulağını dayasa, bir diğeri de makul bir mesafeden rayların üzerine çekiçle vursa acaba sesi dinleyen kişi hangi kulağıyla daha önce duyar? Raya dayalı kulağıyla mı yoksa havayı dinleyen kulağıyla mı?( Kadir Korkmaz )

Ses katı ve sıvıların içinde havadakine göre çok hızlı ilerler. Havada ses hızı 340 m/s olmasına karşın, bu değer suda 1,500 m/s ve çelikte 5,800 m/s. Dolayısıyla ilk yanıt, raya en yakın kulak daha önce duyar olmalı. Doğal olarak, ses rayda ilerlerken bu dalgaların bir kısmı raydan havaya çıkacaktır. Kulağımız raya dayalı olmasa da bu sesi duyarız. Bu nedenle yukarıdaki deneyde, raya dayalı kulak ses dalgalarını doğrudan raydan aldığı için ilk önce duyar, ama diğeri de raydan havaya ya da raydan kafamıza geçen dalgaları çok kısa bir süre sonra duyacaktır. Bu arada geçen süreyi fark edebilmemizin mümkün olduğunu sanmıyorum. Son olarak, çekicin vurulduğu yerde havaya geçen ses dalgaları çok daha sonra her iki kulak tarafından algılanacaktır. Bu etkiyi hissetmek için çekicin 300 metre kadar uzakta vurulması yeterli. Raydan gelen ve havadan doğrudan gelen sesler arasında bir saniyelik bir fark rahatlıkla fark edilebilir.
 
 
 
 
Dünyada yer çekimsiz bir alan oluşturulabilir mi? Oluşturulursa kısa bir şekilde açıklayabilir misiniz?( Furkan Gökduman )

Gerçi yerçekiminin etkisinin azaltılabileceğini iddia edenler var ama en azından şu andaki geçerli olduğunu bildiğimiz kuramlara göre yerçekimini yok etmek mümkün değil. Fakat “ağırlıksız ortam” oluşturmak mümkün. Ağırlıksız ortamdan kasıt içindeki cisimlerin sanki yer çekimi yokmuşçasına hareket ettiği kapalı mekanlar. Bunu da oluşturmanın tek bir yolu var. Örneğin bir uçağı serbest düşüşe bırakmak. Böyle bir durumda, uçakla beraber uçağın içindeki her cisim aynı ivmeyle düşeceği için içeride ağırlıksız ortam oluşuyor. Yani uçak içinde bir cisim havaya bırakıldığında, uçağa göre cisim yer değiştirmiyor. Böylece sanki ortamda yer çekimi yokmuş gibi bir görüntü oluşuyor. Aslında olan şey, hem uçağın hem de cismin yere doğru gittikçe hızlanarak düşmesi.
Atmosferin yarattığı sürtünme hareketinden dolayı, uçak içinde ağırlıksız ortam oluşturmak sadece kısa bir süre için mümkün oluyor (yaklaşık 10 saniye kadar). Çünkü bu sürenin sonunda uçak yere düşüşünü gittikçe hızlandırmış oluyor ve uçağa bir zarar gelmemesi için serbest düşüşü sonlandırmak gerekiyor. Fakat Dünya etrafında dolanan uydularda sürekli bir ağırlıksız ortam oluşabiliyor. Her iki olay aynı nedenden kaynaklanıyor. Uydu, sadece yerçekimi kuvvetinin etkisi altında hareket ediyor, yani bir anlamda serbest düşme hareketi yapıyor. Uydularla uçağın tek farkı, uydunun Dünya etrafında dolanarak ne atmosfere girmesi ne de yere çarpması.
 
 
Standard Şartlar (+25 °C) altında bulunan bir atom, Mutlak Sıfır (0 K) noktasına göre ne kadar bir enerji potansiyeline sahiptir? ( Sadullah Sarıgül )

Soruyu atomun “ortalama ne kadar enerjiye sahip olduğu” şeklinde ifade etmek daha doğru. Bu enerjinin içinde atomun hareketinden kaynaklanan kinetik enerjiyle birlikte, komşu atomlara uygulanan kuvvetten doğan potansiyel enerji de var. Doğal olarak bu ortalama enerji sistemden sisteme değişiyor (tek bir atom için sıcaklık iyi tanımlı olmadığı için, soru sadece makroskopik maddeler için anlamlı.) Ama her durumda geçerli kaba bir tahmin vermek mümkün: Boltzmann sabiti k ile (k=1.38x10-23 J/K, bu sabit bir mol madde için geçerli ve R ile gösterilen gaz sabitiyle aynı) mutlak sıcaklığın (Kelvin ölçeği) çarpımı. Oda sıcaklığı için kT çarpımı 1/40=0.025 elektron voltluk bir enerjiye eşdeğer.
Oda sıcaklığındaki maddeler için sisteme bağlılık da şöyle. Katılar için yukarıdaki değeri 3 ile çarpmak gerekiyor. Asal gazlar gibi tek atomlu gazlarda ortalama enerji yukarıdakinin 1.5 katı. Eğer gaz çok atomlu moleküllerden oluşuyorsa, bu değere dönme ve titreşim hareketlerinin enerjilerini de eklemek lazım. Bu da, gazdan gaza çok büyük değişiklik gösteriyor.
 
 
Dünyayı değiştiren beş denklem isimli kitapta Faraday'ın çalışmalarından da bahsediyordu. Faraday mıknatısı telin etrafında gezdirince akım oluştuğunu görmüş. Mıknatısı sabit tutup teli hareket ettirince yine aynı sonucu almış. Ama bilim adamları bu iki olayın fiziksel olarak farklı olduğunu ve sonucun farklı olması gerektiğini düşünmüşler. NEDEN? ( Dinçer Bilgin )

Aslında bu “farklı”dan ne kast ettiğinize bağlı. İki olay bir biriyle yakından ilişkili. Birinin olması diğerinin de olmasını gerektiriyor. Fakat, iki olayda işleyen fiziksel mekanizma farklı.
Öncelikle mıknatısın sabit tutulup telin gezdirildiği durumu düşünelim. Burada akımı yaratan “manyetik kuvvet”, yani manyetik alanın hareket eden yüklere uyguladığı kuvvet. Bir manyetik alan, sabit duran yüklü bir parçacığa herhangi bir kuvvet uygulamaz. Ama parçacık hareket etmeye başladığında, onu yolundan saptıran bir kuvvet uygular. Aslında, iki mıknatısın birbirlerine uyguladıkları kuvvet de bu türden: Birinin yarattığı alan, diğer mıknatısın içindeki hareket eden elektronlara kuvvet uyguluyor. Bu kuvveti günlük hayatta da görmek için bir mıknatısı bir televizyon tüpüne yaklaştırmak yeterli. Faraday deneyinde telin gezdirilmesi, elektronların hareket ettirilmesi demek olduğu için, uygulanan manyetik kuvvet bir alan yaratıyor.
İkinci durumdaysa, yani tel sabit mıknatıs hareketliyken, telin elektronları hareket etmiyor (en azından ortalamada). Yani elektronlara bir manyetik kuvvet uygulanması söz konusu değil. Dolayısıyla elektronlara başka bir kuvvetin etki etmesi gerekir. Bu da ancak elektrik kuvvet olabilir. Buradan da zamanla değişen bir manyetik alanın bir elektrik alan yarattığı sonucunu çıkarıyoruz.
Kısacası, her iki deneyde elektronların üzerine etkiyen kuvvet farklı fiziksel etkilerden kaynaklanıyor. Fakat, görelilik ilkesine bu olayda sadece mıknatısla telin birbirlerine göre hızlarının önemli olduğunu, ortaya çıkan akımın da sadece bu bağıl hıza bağlı olacağını söylüyor. Dolayısıyla, manyetik kuvvetin doğası, yani manyetik alanın hareket eden yüklere kuvvet uygulaması, diğer olayı, yani zamanla değişen manyetik alanın elektrik alan yarattığı sonucunu gerektiriyor. Her iki fiziksel olay, farklı olsalar da birbirlerine bu açıdan bağlılar
 
 
 
 
 
Gözlemi yapılmış ışık hızından daha hızlı parçacık var mı?(Özgül Akkoç)

Işık, artık hepimizin bildiği gibi boşlukta saniyede 300.000 km hızla yol alır. Ancak, hava, su, cam vb. ortamlarda ışığın hızı düşer. Örneğin, su içinde hızı ışığınkini geçen parçacıklar vardır. Nötrino deneylerinde bu olgudan yararlanılır. Nötrinolar, çok küçük kütleleri olduğu saptanan, ancak maddeyle çok ender etkileşen parçacıklar. Bunların varlığı, yerin derinliklerinde kurulu içi su dolu havuzlarda belirlenebiliyor. Her saniye dünyamızın her santimetrekaresinden milyarlarcası geçen nötrinolardan birkaçı, bu havuzlar içindeki atomlarla etkileşiyor. Yani elektron ya da protonlara çarparak saçılıyorlar. Çarpışma sonucu ortaya, örneğin, müon gibi elektrik yüküne sahip parçacıklar çıkıyor. Bu parçacıkların hızı, ışığın su içindeki hızından fazla olduğu için Çerenkov Işınımı denen bir parlama oluşuyor. Bu parlama, havuzun kenarlarında dizili ışık algılayıcılarınca saptanıp büyütülüyor ve bu yolla bir nötrino etkileşme “olayı” belirlenebiliyor.
 
 
 
Nötron,bir elektronla bir protonun çekirdekteki sıkıca paketlenmiş halimidir?(Ahmet Güven)

Elektron ve proton farklı parçacıklardır. Tıpkı nötronlar gibi. Elektron ve protonların, örneğin dev yıldızların çöken merkezlerinde muazzam kütleçekimin ağırlığı altında birleşerek nötron + nötrino haline geldiği doğrudur. Ancak nötronların ille çekirdek içinde “paketlenmiş” durumda olmaları şart değil. Kısa sürelerle çekirdek dışında da ( 920 saniye) serbest olarak var olabilirler.
 
 
 
 
 
Standart Model tam olarak ne demektir?(Can Büyükaşık)

Doğada dört temel kuvvet bulunur. Bunlardan biri (ve uzun erimli olmasına karşın en zayıfı) kütleçekim kuvvetidir. Bu kuvvet büyük ölçeklerde etkileşir. Bu etkileşimi açıklayan kuram, Einstein’ın genel görelilik kuramıdır. Öteki üç kuvvetse atomaltı ölçeklerde etkindir. Şiddetli çekirdek kuvveti, atom çekirdeği içindeki parçacıkları (kuarkları) bir arada tutar. Elektromanyetik kuvvet, atom çekirdekleri ile, çevresinde dolanan elektronları bağlayarak atomları oluşturan kuvvettir. Zayıf çekirdek kuvveti de, atomların bozunmasına (dengesiz çekirdeklerin) parçalanarak daha dengeli çekirdekler (elementler) haline gelmesine yol açan kuvvettir. İşte, atomaltı ölçekteki etkileşimleri belirleyen bu üç kuvveti açıklayan, bu kuvvetleri taşıyan ve bu kuvvetlerden etkilenen çok çeşitli parçacığın özelliklerini betimleyen kurama standart model denir.
 
 
 
 
Fotonları bir şekilde durdurmak mümkün mü?Mümkünse bu nasıl görünür, özellikleri nasıl olur?Eğer mümkün değilse neden mümkün değil?(Can Büyükaşık)

Işığı (bir başka deyişle ışığın parçacıkları olan fotonları) durdurmak mümkün, ve durduruldu da!. Foton kütlesiz bir parçacık olduğundan, boşlukta (vakum içinde) saniyede yaklaşık 300.000 km yol alır. Fotonun, yani ışığın hızına kütlesi olan başka parçacıklar erişemez. Ancak ışık, boşluk dışındaki ortamlarda, örneğin havada, suda cam içinde daha düşük farklı hızlarda yol alır. ABD’de bilim adamları ışığı, mutlak sıfıra (-273 santigrat derece) çok yakın derecelere kadar soğutulmuş atomlardan oluşan bir gaz içinden geçirerek önce saniyede birkaç metre hıza kadar yavaşlattılar. Daha sonra da geçtiğimiz yıl Harvard Üniversitesi’nde gerçekleştirilen iki ayrı deneyde de gene mutlak sıfıra yakın soğutulmuş ve “Bose-Einstein yoğuşumu” denen, ve tek bir atommuş gibi hareket eden atomlardan oluşmuş bir gaz ortamında ışığı tamamen durdurmayı başardılar. 2002 yılı başlarında da Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) ve ABD Hava Kuvvetleri’nden araştırmacılar, ışığı bir katı ortamda (praseodymium elementiyle güçlendirilmiş bir yttriyum-silikat kristali) içinde durdurdular.
Işığın yavaşlatılması ya da durdurulmasının özellikle bilişim alanında (geliştirilmeye çalışılan kuantum bilgisayarlar gibi) yaygın kullanım bulması bekleniyor.
Anlaşılabileceği gibi bu iş çok karmaşık teknolojilerle ve son derece donanımlı büyük laboratuvarlarda yapılan pahalı deneylerle gerçekleştiriliyor. Dolayısıyla “ışın kılıcı” gibi fantezi uygulamalar, en azından görünen gelecekte bilimkurgunun malzemesi olmaya devam edecek gibi...
 
 
Einstein Görelilik Kuramında tam olarak ne anlatmak istemiştir?(Can Büyükaşık)

Einstein önce 1905 yılında yayımladığı özel görelilik kuramında ışığın davranışını inceledi ve ışığın her yönde ve gözlemci hangi konumda izlerse izlesin aynı hızda (boşlukta saniyede 300.000 km) yol aldığını açıkladı. Daha sonra, 1917 yılında yayımladığı genel görelilik kuramında da kütleçekiminin davranışını açıkladı. Bu kurama göre kütleler uzay-zamanı büküyor ve uzay zamanın eğriliği de kütleçekimini belirliyor. Yani kütleçekimi Newton’un modelindeki gibi kütleleri hareket ettiren bir kuvvet değil, uzayın eğriliğinin bir sonucu. Yani Dünya, aslında Güneş’in kütlesi nedeniyle büktüğü uzay-zamanda düz bir rota izleyerek Güneş’e doğru “düşüyor” ancak eğrilmiş uzay düşme çizgisini dairesel bir yörünge haline getiriyor.
 
 
 
Bildiğim kadarıyla Einstein E=m(c)2 formülüyle herhangi bir cismin ışık hızına çıkabileceğini ifade etmişti.Bildiğim Kadarıyla kuram çökertildi ve ışık hızına çıkacak bir cismin moleküllerine ayrılacağı kabul edildi.Peki cismin moleküllerine ayrılmasının sebebi nedir ve bu nasıl olur?(Can Büyükaşık)

Einstein’ın ünlü formülü, madde ile enerjinin eşlenikliğini açıklıyor. Formül, çökertilmiş falan değil. Sapasağlam ayakta! Herhangi bir madde parçacığı (dolayısıyla da bu madde parçacıklarından oluşan uzay gemileri) ışık hızına çıkamazlar, çünkü formül uyarınca ışık hızına çıkıldığında kütlenin sonsuz olması gerekir. Çok ufak da olsa kütleye sahip bir cisim ışık hızına çıkamayacağından, moleküllerine ayrılması söz konusu olamaz. Kaldı ki, molekülleri oluşturan atomlar, hatta bunları oluşturan protonlar, nötronlar, bunları da oluşturan kuarklar bile ışık hızına çıkamazlar. Ancak büyük ve pahalı parçacık hızlandırıcılarında, süperiletken mıknatısların yardımıyla ışık hızına çok yakın (%99.9’u kadar) hızlara çıkarılabilirler. Bu parçacıklar çarpıştırılarak yapılan deneylerde, varlıkları kuramsal olarak belirlenen parçacıklar gözlenir ve enerji düzeyleri saptanır. Uzay gemilerinin ışık hızına yakın hızlara erişebildiğini varsayalım . O zaman, yine Einstein’ın özel görelilik kuramında açıklamasını yaptığı zamanın yavaşlaması, görüntülerin biçimlerinin uzaması, renklerinin maviye (geminin önünde) ya da kırmızıya (arkasında) kayması vb. gibi etkiler ortaya çıkar.
 
 
 
 
Yürüyen merdiven nasıl çalışır?

Yürüyen merdivenin basamakları, bir çark aracılığıyla hareket eden bir zincire bağlıdır. Bu çarkın hareketi ise bir elektrik motoru tarafından sağlanır. Hareketi sağlayan çarkın yanı sıra, zincirin diğer uçtan geri dönmesini sağlayan ikinci bir çark daha vardır. Bu yapıyı bisikletin zincirine ve çarklarına benzetebiliriz. Basamaklar, bu ikili ray sistemi üzerinden kayarlar. Basamakların her iki tarafında, raylar üzerinde kaymalarını sağlayan birer çift teker bulunur. Raylar, merdivenin tepesi ve en altı dışında birbirlerine paraleldir. Tepede ve aşağıda, iç tarafta bulunan ray, dış taraftakinin altındaki hizada kalır. Bu sayede her basamak bir öncekiyle aynı hizaya gelmiş olur. Basamaklar bu yolla, merdivenin sonunda düz bir platform oluştururlar ve çarkın etrafından dolanarak, yürüyen merdivenin alt kısmına geçerler.
 
 
 
Evde kullandığımız tartı (baskül) nasıl çalışır?

Tartıya dışarıdan baktığımızda bir platform ve ibreden oluştuğunu görürüz. Üzerine çıkıldığında, platformun aşağı doğru hareket ettiği hissedilir. Ağırlığımızın ölçütü olan bu küçük hareket, tartının içindeki kaldıraç mekanizması tarafından ibreye iletilir.
Bilindiği gibi kaldıraçlar, basit makinalardır ve bir yükü daha az kuvvet harcayarak kaldırmamızı sağlarlar. Birinci tip kaldıraçlarda, destek her zaman yük ile kuvvet arasında bulunur. Tahteravalli, birinci tip kaldıraçlara güzel bir örnektir. İkinci tip kaldıraçlarda destek bir uçta, kuvvet diğer uçtadır. İkinci tip kaldıraçlara örnek olarak da el arabasını verebiliriz. Son olarak, üçüncü tip kaldıraçlarda destek bir uçta, yük diğer üçtadır (kuvvet ortadan uygulanır). Bu tip kaldıraçlara verebileceğimiz örnek ise cımbızdır.
Tartıdaki platformun hemen altında bulunan üçüncü tip kaldıraçlar platformun hareketini, ana “yay”a bağlı olan küçük bir levhaya iletirler. Kaldıraçlar bu levhanın aşağı doğru hareket etmesine ve yayı ağırlığımızla orantılı olacak şekilde germesine sebep olurlar. Yayın bu hareketi, yine yaya bağlı bulunan bir manivelanın (birinci tip bir kaldıracın) dönmesini sağlar. Manivela ise, ibreyle kendisi arasıında bulunan başka bir yayı hareket ettirir. Bu yayın hareketi de ibreyi döndürür ve tartı bize ağırlığımızı bildirir.
 
 

Dışarıda termometre ile ısıyı ölçerken, güneş ile gölge arasında büyük farklılıklar oluyor. Doğru ısı hangisi?

Isıyı ölçmek üzere güneş altında bıraktığınız termometre, güneş ışınının bir bileşiği olan kızıl ötesi radyasyonu emer. Kızıl ötesi radyasyon, “ısı” radyasyonudur . Güneşin altında dururken gölgede olduğumuzdan daha sıcak hissetmemiz de bundandır. Termometre bir de ek olarak, gözle görünür ışığın bir kısmını da emer ki, bunun bir bölümü termometrenin imal edilmiş olduğu malzeme tarafından ısıya dönüştürülür. Termometre de aynı bizim gibi, güneşin altındayken sıcağı daha fazla “hissetmektedir”. Bu nedenle doğru ya da gerçek ısı diye bir şey yoktur, çünkü ısı, termometreyi nereye koyduğunuza bağlı olarak değişecektir. Meteoroloji uzmanları, termometrelerini havanın serbestçe dolaşabileceği bir kutu içine koyarlar. Kutu aynı zamanda, termometrenin ısı ölçümünü etkileyebilecek olan rüzgarı da engeller. Kutu, ısının içine dolup yükselmeyeceği biçimde imal edilmiştir. Yazın güneşin altında bıraktığınız arabanın içinde oluşan yüksek ısıyı bir düşünün hele!
Termometreyi gölgeye bıraktığınızda üzerindeki ısı, etraftaki havanın ısısıdır. Resmi kayıtlar için ölçülen hava ısısı daima gölgede alınır. Çünkü sonuç olarak termometrenin imal edilmiş olduğu malzeme, genellikle metal ya da cam, doğrudan havanın ısısını değil, bu malzemelerin emdiği ısıyı gösterir. Termometreler genellikle gölgede yeşillik üzerine bırakılır. Kesinlikle beton ya da taş duvar, asfalt gibi yerlere konulmaz.
 
 
 
Kaos teorisi, meteoroloji ve hava tahminlerinin büyük bir parçasını mı oluşturmaya başladı? Atmosferin doğrusal olmayan bir sistem olduğu kuşku götürmez, fakat bilgisayar modelleri oluşturmada ya da hava durumu kalıplarını tanımada kaos teorisi kullanılıyor mu acaba? Eğer öyleyse, daha gelişmiş ve ayrıntılı modellerin 48 saatin ötesi için daha doğru tahminler yapabileceği söylenebilir mi? Yoksa böyle bir modeli kullanılabilir hale getirmek için çok fazla veri mi toplamak gerekir?

Kaos, ilk kez bir atmosfer bilimcisi olan Edward Lorenz tarafından çok basit bir atmosfer süreci üzerinde çalışmaktayken “yeniden keşfedildi”. Lorenz dinamik sistemlerde kaosun önemini herkesten fazla vurgulamıştır. Kaosla ilgili gözlemlediği en kötü şey “kelebek etkisi” idi. Temel olarak söylediği şudur: atmosferin ne kadar mükemmel bir modelini çıkarırsak çıkaralım, dünyanın her bir yanından en eksiksiz verileri toplayalım, yine de uzun vadeli hava tahmini yapmak olanaksızdır, çünkü bir kelebeğin Peru’da kanat çırpması, sistemde karışıklık yaratacak ve gerçek sistemin tahmin edilen kalıplardan üstel (exponential) olarak artan bir biçimde sapmasına yol açacaktır!!
 
 
Sesim telefonda nasıl iletiliyor?

Bu iş için şu anda kullanılan iki ayrı yöntem var. İki yöntem de sesin ahize sayesinde elektriksel sinyallere dönüştürülerek alıcıya ulaştırılmasına dayanıyor. Bunları birbirinden ayıran fark bu elektriksel sinyallerin kodlanmasından kaynaklanıyor. Eski yöntemde (şu anda hala kullanılıyor) ahizede üretilen elektriksel sinyaller direkt olarak karşı tarafa gönderiliyor. Diğer bir adı da analog sistem olan bu çalışma prensibi AM radyolar ile aynıdır. İkinci yöntem ise, bir bilgisayar (veya bir çip) yardımı ile ahizede üretilen analog sinyaller dijital sinyallere çevirilir, diğer tarafa iletilen bu sinyaller tekrar bir bilgisayar aracılığıyla analog ses sinyallerine dönüştürülerek kulaklığa iletilir. Dijital sistemler genelde uzak mesafeler için kullanılmaktadır.
 
Uzayın geçirgenlik sabiti diye bilinen değerin fiziksel anlamı nedir?

Bu sabit aslında kuvvetle yük arasındaki orantı sabitidir. Böyle bir sabitin olmadığı elektrik ve manyetik birimler de vardır. Yapılan ölçümlerde biz genelde yük için "coulomb" kuvvet için ise "newton" u (elektrik alan için "newton/coulomb") kullanırız. Aradaki bağıntının sağlanabilmesi için kullandığımız sabit ise uzayın geçirgenlik sabiti diye adlandırılan sabittir. Bu sabit, uzayın tamamen eter maddesiyle kaplı olduğunun düşünüldüğü zamanlarda adlandırılmış ve eğer uzayın iki yük arasındaki kuvveti etkilediğini düşünürsek geçirgenlik sabiti uzayın özelliklerine bağlı olan bir büyüklük olacaktır.
 
 
 
Suda yüzen bir ağaç blok ve bloğun üstünde de bir kütle var, bu durumda ağaç blok yarısına kadar suya batmış durumda. Eğer kütleyi bloğun altına yapıştırırsak (suya batacak şekilde) bloğun üzerindeki su seviyesi nasıl değişir?

Kütleyi bloğun altına yapıştırdığımızda su seviyesi bloğun yarısına ulaşamaz, yapıştırdığımız kütlenin yoğunluğuna bağlı olarak bloğun yarı seviyesinden daha aşağıda olur. Her iki durumda da suyun kaldırdığı toplam kütleler eşittir ve eğer kap başlangıçta tamamen dolu ise taşan su her iki durumda da aynı miktarda olacaktır. Aradaki tek fark ise kütleyi bloğa alttan tutturduğumuzda kütlenin kendisi de suya batmaktadır.
 
 
 
Star Trek filmindeki ışınlanma cihazlarının bir geçerliliği var mıdır?

Işınlanmayı iki türlü düşünebiliriz; direk ışınlanma yada diğer tarafta cismin bir kopyasını oluşturma. Klasik olarak bütün bunlar bize imkansız gibi görünse de kuantum mekaniği bunu açıklayabilmektedir, şöyle ki: Bir kuantum çifti (durumları her zaman birbirlerine bağlı) hazırlayalım ve bir tanesini çok uzağa götürelim. Buradaki sistemde ölçüm yapıp sonuçları diğer sisteme gönderdiğimizde bu bilgilerle orada yeniden bir kuantum sistemi kurmak mümkündür. Eğer bir insanın kuantum mekaniksel özellikleri onun hayatta kalabilmesi için önemliyse insanların ikinci bir kopyası oluşturulamaz, fakat yeterli bilgi klasik olarak diğer tarafa ulaştırıldığında direk olarak ışınlanabilir. Aslında birçok biyolog yaşam için quantum mekaniksel etkinin önemli olmadığı görüşündeler, eğer öyleyse canlı varlıkların bir kopyasını oluşturmak da mümkündür
 
 
Bütün kütleler ışığı çeker, çünkü fotonlar hızlarından dolayı bir kütleye sahiptirler. Yoksa kütleler ışığın enerjisini mi değiştiriyor çünkü bildiğim kadarıyla ışığın durağan kütlesi yok.

Evet kütleler her şeye etki eder çünkü bütün kütleler her şeyin içinde bulunduğu uzayı etkiler. Gerçekten de fotonun durağan kütlesi yoktur ve ışık hızında hareket eder. Fotonun enerjisi frekansıyla doğru orantılıdır ve kütleler frekansı değiştiremez. Ancak, ışık eğildiğinde momentumu değişmektedir ve kütlenin fotona uyguladığı kuvvet fotonun momentumuna (dolayısıyla enerjisine) bağlıdır. Yani aslında parçacığın durağan kütlesi olsun yada olmasın kütleçekimi için önemli olan toplam enerjidir (durağan + kinetik).
 
 
 
Kütlesi olan her parçacık bir kütleçekim alanı oluşturur. Madem ki kütle enerjiye dönüşebiliyor, kütlenin meydana getirdiği kütleçekim alanı, kütle enerjiye dönüştüğünde ne olur?
Kütleçekimi sadece kütleye değil, o cismin enerjisine (momentumuna) de bağlıdır. Eğer cisim durağan kütlesi azalacak şekilde bir değişikliğe uğrasa bile sistemin toplam enerjisi (ya da momentumu) değişmediği gibi bu enerji tekrar maddeye dönüşme eğiliminde olduğundan bu olayın kütleçekim alanı üzerindeki etkisi çok kısa süreli olur. Uzun süreli bir değişiklik ise mümkün değildir çünkü sistemin enerjisinde net bir değişiklik yoktur.
 
Bir odadasınız, bütün pencereler açık ama oda direk olarak güneş ışığına maruz kalmıyor. Hava sıcaklığı dışarıda ve içeride 40 oC ve odanın sıcak olduğunu düşünmeye başlıyorsunuz. Biraz fizik kullanarak giydiğiniz tişörtün renginin serinlemenizde size yardımcı olabileceğini düşünerek hangi renk tişörtü tercih edersiniz?Beyaz mı? çünkü beyaz dışarıdan gelen kızılötesi ışınları yansıtarak sizi ısıtmasını engeller Siyah mı?çünkü vücudunuz bir sıcak cisim olduğundan olabildiğince çabuk ısı kaybetmesi gerekir ve siyah tişört de bütün ışığı emeceğinden bu iş için en uygun renktir.

Isı genelde üç ana mekanizma sayesinde taşınır: konveksiyon, iletme ve ışıma. Konveksiyon sıcak şeylerin soğuk bölgelere hareketidir (hava gibi). İletme ısının mikroskobik olarak bir parçacıktan diğerine transferidir ve ısı yavaş yavaş dağılır (katılar hariç). Son olarak ışıma, sıcak bir cisim tarafından elektromanyetik dalga yayılımıdır. Canlı bir insan vücudu devamlı olarak ısı üretmektedir (aksi halde ölüdür) dolayısıyla canlı bir vücuda göre soruyu cevaplamadan önce problemi en basit halde düşünelim: Sadece bir penceresi olan vakumlu bir kapta bir ceset düşünün (konveksiyon ve iletim yok), Ortam sıcaklığı kabın içinde ve dışında 40 oC ve ceset başlangıçta ortamdan biraz daha soğuk olsun. Ceset vakumda olduğu için cesedin etrafında bir sıcaklık değeri söz konusu değildir ama bir süre sonra cesedin sıcaklığı da 40 oC olacaktır (Termodinamiksel olarak ceset ve dış ortam bir süre sonra ısısal dengeye gelir) ama burada cesedin ısınmasını sağlayan ısı iletim yolu ışımadır. Bu durumda sorulacak soru şudur: Ceset daha uzun süre soğuk kalabilmek için ne renk bir tişört giymelidir?
Sıcak bir cismin spektrumu sıcaklığına bağlı olarak belirli bir dalgaboyunda maksimum değerini alacak şekildedir ve açığa çıkan toplam enerji daha sıcak cisimler için daha fazladır. Eğer beyaz rengin spektrumdaki bütün renkleri yansıttığını varsayarsak ceset beyaz renkli tişört giymelidir. Ama canlı bir vücut için durum biraz daha farklıdır (Ortamı aynı düşünelim; konveksiyon ve iletim yok). İnsan vücudunun normal sıcaklığı 36.5 oC dir. Dolayısıyla sıcak cisim ışıması prensibine göre 40 oC deki bir cisimden çıkan toplam enerji insan vücudundan çıkan toplam enerjiden daha fazladır ve 40 oC sıcaklıktaki bir odada serin kalabilmek için dışarıdan gelecek olan fazla enerjiden korunmalıyız dolayısıyla beyaz renk bu durum için en uygun renktir. Fakat oda 36.5 oC den daha serin ise ve siyah rengin tüm spektrumu soğurduğunu düşünürsek siyah renkli tişört tercih edilmelidir çünkü vücudumuzdan açığa çıkan toplam enerji (sıcaklığı daha fazla olduğu için) daha fazladır ve bu enerjiyi bir şekilde etrafa dağıtmamız gerekmektedir. Vantilatörle serinlemenin açıklaması da bu şekildedir; vücudumuza çarpan serin hava iletimle vücudumuzdan ısı alır ve sıcak hava konveksiyonla dağılır ve biz de serinleriz.
 
 
 
 

Yerçekimsiz bir ortamda kütle ölçümü yapılabilir mi? Ayrıca bir kütle diğer bir kütleyi neden çeker? Bunun sebebi atomik düzeydeki zıt yüklü parçacıkların birbirini çekmesi olabilir mi?

Tabii ki yerçekimsiz ortamda kütle ölçümü yapılabilir. Bunun birkaç yolu vardır. Bunlardan birisi Newton’un yasasını kullanarak yapılabilir (F = m.a). Eğer bir cisme etki eden toplam kuvveti ve cismin kazandığı ivmeyi ölçersek buradan kütleyi hesaplayabiliriz. Bunun en yaygın örneği (yerçekimi olmak şartıyla) eşit kollu terazidir. Bütün yaptığımız terazinin sağ ve sol taraflarına etki eden yerçekimi kuvvetlerini eşitlemektir. Ama yerçekimsiz ortamdaki bir ölçüm için bu yöntem geçersizdir. Bu durumda yapılabileceklerden birisi, kütleyi bir yayın ucuna tutturarak oluşacak salınımın frekansını ölçmektir. Eğer yay sabitini biliyorsak kütleyi kolayca hesaplayabiliriz. Diğer soruya gelince; kütle çekiminin yüklerle bir ilgisi yoktur, aksi halde kütleçekim kuvveti sadece kütleye bağlı olmazdı. Zaten kütleçekim kuvveti de çok zayıf bir kuvvettir (bu kuvvetin göz önünde bulundurulabilmesi için kütlelerin en az 100 kg civarında olması gerekir.) ve elektriksel kuvvetlerden tamamen bağımsızdır. Aslında iyi bir tahminde bulunmuşsun çünkü günlük hayatta karşımıza çıkan etkileşimlerin çoğu elektrikseldir ve kütleçekimi bir istisnadır.


 
 
Kütle ile ağırlık arasındaki fark nedir?

Baştan başlayalım. Kütleler birbirlerini etkiler ve bu etkileşim kütleçekimi kuvveti dediğimiz olaydır. Senin ya da benim ya da herhangi bir cismin üzerinde durduğu gezegenden dolayı hissettiği kütleçekim kuvvetine o cismin ağırlığı diyoruz. Dolayısıyla ağırlık bulunduğumuz gezegene bağlıdır ve hatta gezegene doğru hızlanıp yavaşlamamıza da bağlıdır. Eğer gezegene doğru hızlanıyorsak ağırlığımız azalır ve hatta sıfır bile olabilir. Ama asla kilo kaybetmeyiz. Sadece hissettiğimiz kütleçekimi miktarı azalmıştır. Kütle ise cismi meydana getiren madde miktarıdır (elektron, proton ve nötron). Kütlenin başka bir açıklaması da şöyledir; Bir cisme uygulanan kuvvet aynı oranda ivmeye neden olur (F~a). Bu eşitliği sağlayan orantı sabitine de kütle denir (F=ma). Yani kütle cismin hızlanmasına direnç gösteren büyüklüktür diyebiliriz.
 
 
Merkezkaç kuvveti diye bir şey var mı? Eğer yoksa neden çoğu zaman günlük olayları açıklamak için merkezkaç kuvvetini kullanıyoruz? Mesela su dolu bir kovaya düşey eksende bir dairesel hareket yaptırdığımızda suyun dökülmesini engelleyen nedir?

Merkezkaç kuvveti anlamlı fakat gerçek olmayan, yani Newton yasalarına uyan bir kuvvet değildir. Newton’a göre duran bir cisme etki eden kuvvet o cismin ivme kazanmasına neden olur. Ve yine Newton’a göre hareket halindeki bir cisim, üzerine kuvvet etki etmediği sürece hareketine devam edecektir. Dairesel hareket sistemlerinde yani dönen sistemler için başlangıçta duran bir cisim (yatayda dönen bir levha ya da bir atlıkarınca ve üzerinde hareketsiz bir cisim düşünün) hareket başladığında dışa doğru kayma eğilimi gösterecektir. Yani cisim merkezden dışa doğru bir ivme kazanacaktır. Newton’a göre bu cisme ivmenin yönünde (dışa doğru) bir kuvvet etki ediyor olması gerekir. İşte gerçekte olmayan bu kuvvete merkezkaç kuvveti diyoruz. Ama bu durum sisteme içeriden bakıldığı zaman böyledir. Eğer sistemi dışarıdan incelersek durumun farklı olduğunu görürüz. Dönen bir aracın içinde içi su dolu bir kap düşünün, eğer biz de bu aracın içindeysek bize göre bu kabın devrilmesini sağlayan merkezkaç kuvvetidir. Ama araca dışarıdan bakarsak araç dönmekte iken su dulu kabın düz bir yol çizmeye çalıştığını ve kabın altına etki eden kuvvetin kabı devirdiğini görürüz (eylemsizlik). İki durumda da yapılan işlemler doğru sonuç verir fakat birinci durumda olmayan bir kuvveti varmış gibi düşünüyoruz.
 
 
 
Süperiletkenlik nedir?Kullanım alanları nelerdir?

Süperiletkenler, ısıları belli bir seviyeye düşürüldügünde elektrik akımına karşı dirençlerini tamamen kaybeden maddelerdir. Bu bize, elektrik akımının sıradan iletkenlerde dirençten doğan ve ısı olarak yayılan enerji kaybını (%3 ile %10 arasındadır) engelleme olanağı verir.
Süperiletkenlerin bir başka özelliği ise kusursuz diamanyetik olmaları.Yani süperiletkenler manyetik alanı tamamen iter. Böylece süperiletken mıknatıslar yardımıyla, örneğin bir treni raylara temas etmeden hareket ettirebilir ve sürtünmeyi azalttığımız için trenin çok daha hızlı gitmesini sağlarız. Bu tip süper hızlı trenler Japonya’da kullanılmakta.
 
 
 
Işık nedir? Bana öyle geliyor ki ışık kaynağından dışa doğru akan fiziksel bir cisimdir. Acaba öyle mi?

Fizikte ışık çok çeşitli şekillerde ele alınır. Klasik fizikte ışığın elektromanyetik dalgalar olduğu kabul edilir. Yani ışık değişen elektrik ve manyetik alanlardır. Maddesel değildirler. Modern kuantum fiziğinde ise ışık foton adı verilen parçacıklar olarak kabul edilir. Bu parçacıklar enerji ve momentum taşıyan dalga paketleridir ve kütleleri yoktur. İki durumda da ışığın enerjisi gerçek ve ölçülebilir bir mekanizma ile taşınır. Fizikciler de fotonu incelerken momentumunu ve enerjisini göz önüne alırlar, diğer özellikleri (eğer varsa) zaten fiziğin konusu dışındadır. Fakat ışığa fiziksel bir cisim demek de doğru değildir
.
Eğer bir cismi yerden 100 metre yükseklikten bırakırsak; sürtünmeden ısınır ya da yanabilir mi? Veya tam tersine soğuyabilir mi?

Bir cismi belli bir yükseklikten bıraktığımız zaman yerçekiminden dolayı bir süre hızlanır ama bu hızlanma belli bir hıza kadar olur (bu hız değeri havanın yoğunluğuna bağlıdır dolayısıyla cisim yere yaklaştıkça yavaşlar). Cisme bütün bu hareketi boyunca hava sürtünmesi etki eder ve tabii ki cisim bu sürtünmeden dolayı ısınır. Fakat eğer cisim su ya da buharlaşan bir şey içeriyorsa cismin etrafında hareket eden hava (rüzgar) suyun buharlaşmasına ve cismin soğumasına neden olabilir (çünkü buharlaşan su çevresinden ısı kabul eder). Fakat, cismin üzerindeki su tamamen buharlaştığında cisim tekrar ısınmaya başlayacaktır.
 
 
Madde ve antimadde bir araya geldiği zaman birbirlerini yok ederler mi? Bu buluşma bir enerji kaynağı olarak kullanılabilir mi?

Evet birbirlerini yok ederler ve açığa çıkan enerji genelde bir çift fotondur (gama ışını). Fakat antimaddenin üretilmesi çok fazla enerji gerektiren bir olaydır ve bu enerjiyi sağlamak da başlı başına bir problemdir. Ayrıca çıkan enerjinin bir yerde depolanması da çok zor olduğu için madde antimadde tepkimeleri enerji kaynağı olarak kullanışlı değildirler.
 
 
Karadelikler ışığı nasıl çeker?

Işık dört boyutlu uzayda (uzay-zaman) en kısa yolu seçer ve kütleçekimi uzay-zamanın eğikliği ile ilişkilidir. Çok güçlü bir kütleçekiminin varlığında uzay-zaman çok fazla eğilir ve ışık da bu yolu takip eder. Karadelikler de uzayı çok güçlü bir şekilde eğdiği için, ışık karadeliğin yakınından geçerken çok fazla saparak üstüne düşer.
 
 
Uçaklar için uçuş esnasında mesafeler nasıl ölçülür?

Ölçülmez. Yani uçaklarda kilometre sayacı yoktur. Mesafe klasik hareket formülü (s = V.t) ile ölçülür. Bu durumda rüzgarın hızı da dikkate alınmaktadır. Ayrıca mesafe ölçümlerinde uydulardan da faydalanılmaktadır (GPS genel koordinat sistemi).
 
 
Bisiklet yarışçıları neden daha az sürtünme için ince tekerleği tercih eder? Fizik kurallarına göre yüzey alanının sürtünmeyi etkilememesi gerekmiyor mu?

Tam tersine hava sürtünmesi tamamen yüzey alanına bağlıdır ve ince tekerlek daha az hava sürtünmesi demektir. Ayrıca ince tekerlekler daha az kütleli oldukları için sebep oldukları eylemsizlik momenti de daha az olacaktır. Bu da bisikletin daha kolay hızlanmasını sağlar.

Manyetik kuzey nasıl oluşur?

Bildiğimiz gibi, dünyada manyetik bir alan vardır. Mıknatıs çubuğu gibi, onun da manyetik kuzeyi ve manyetik güneyi bulunur. Ancak bunlar, dünyanın coğrafi kutuplarıyla tam olarak çakışmazlar. Coğrafi kutuplardan boylu boyunca bir eksen geçtiği ve dünyanın bu eksen etrafında döndüğü varsayılır. Manyetik kutuplar hep aynı yerde durmazlar; yerlerinin sürekli oynadığı, gözlemlere göre, her yıl 0.15 derece batıya doğru kaydıkları saptanmıştır. Manyetik kutup, aslında dünyanın yüzeyinde bir nokta değil, yeryüzüne dik olarak gelen ve içinden geçen manyetik alan çizgilerinin bulunduğu bölgedir. 1970 yılında manyetik kuzey kutup bölgesinin, yaklaşık 76.2 derece Kuzey enlemi ile 101 derece Batı boylamında, Kanada’nın kuzeyindeki arktik adalarda olduğu saptanmıştır. “Manyetik kuzey” denen, ve kuzeyi arayan pusulanın iğnesinin herhangi bir konumda gösterdiği yön genelde doğrudan manyetik kuzey kutbunu göstermez. Dünyanın manyetik alanı, mıknatıs çubuğun manyetik alanından çok daha karmaşıktır. Belli bir konumda, pusulanın ibresi “gerçek kuzey”in birkaç derece doğusu veya batısında bir yönde gösterecektir.
Çekirdeğin kütlesi ölçülebilir mi?

Bir atomun kütlesinin büyük bir bölümü çekirdeğinde olduğuna göre, atomun kütlesini hesap ettiğinizde aslında çekirdeğin kütlesini de hesap ediyorsunuz demektir. Genellikle bir atomun değil de, gözle görebileceğimiz kadar büyük atom gruplarının kütlesini hesap ederiz. Fakat kütle spektrometrelerle küçük bir elektrik yükü verip, elektrik ile manyetik alan birleşiminde yollarının nasıl etkilendiğine bakarak ,tek atomların kütlelerini ölçmek de mümkündür.
Bir elektronun kütlesi, bir protonun (ya da nötronun) kütlesinden 2000 kat küçük olduğuna göre, çekirdeğin bir parçası olmayan elektronu göz ardı etmek, sonucu fazla etkilemez.
 
 
 
Atomik düzeyde yansımayla kırılma arasındaki farkı nasıl açıklayabiliriz? Bir atom belli bir frekanstaki gelen ışığı yansıtacağına ya da kıracağına nasıl karar veriyor?

Atomik düzeyde yansıma ve kırılma aynı olaydan kaynaklanır. Bir foton bir atoma çarptığında atom tarafından kısa bir süre tutulur ve sonra yeni bir foton olarak rastgele bir yönde tekrar yayınlanır. Çok sayıda foton çok sayıdaki atomdan saçılarak, saçılmadan gelen diğer fotonlarla birlikte cismin arka tarafında (ışığın gittiği yönde) yapıcı girişim oluşturduğunda, kırılma dediğimiz olay gerçekleşir. Yani ışığı karşı tarafa geçmiş olarak görürüz. Buna karşın, tam ters yönde saçılan fotonlar bu yönde girişime uğrarsa, bu defa yansıma dediğimiz olay gerçekleşir. Diğer yönlere saçılan fotonlar genellikle yıkıcı girişime uğrarlar.
 
 
Gökyüzü neden mavidir ve neden bu mavinin tonu hep aynı değildir?

Bilindiği gibi Güneş'in yaydığı spektrum süreklidir, yani her frekansta elektromanyetik dalga içerir. Bu dalgalar atmosfere ulaşınca atmosferdeki gazlar tarafından saçılırlar. Burada en fazla saçılan frekans mavi ve civarıdır. Gökyüzüne baktığınızda Güneş’ten geldikten sonra saçılan ışığı gördüğümüz için, ve bu ışık daha çok mavi içerdiği için gökyüzünü mavi görüyoruz.
Atmosferdeki toz, nem ve diğer etkenlerden dolayı ışığın saçılma miktarı değiştiği içinde, bu maviyi değişik tonlarda görüyoruz.
 
 
Mıknatıslar neden yapılır?

Bazı maddelerin molekülleri manyetiktir. Bir çok maddede, moleküllerin mıknatıslık yönleri aynı yönde olmadığı için, toplamda bir manyetik alan yaratmazlar. Bunların moleküllerinin manyetik olup olmadıklarını anlayamayız. Ama eğer bu moleküller aynı doğrultuda düzenlenirse bu maddeden mıknatıs yapılabilir. Bazı metallerin, mesela demir ve çeliğin, molekülleri bu şekilde düzenlenmiştir. Buzdolaplarındaki plastikler de bu iş için iyidir. Bazı maddelerin molekülleri bu şekilde düzenlenemez; bu yüzden de bu maddelerden iyi mıknatıs yapılamaz.
 
 
İş arkadaşlarımla bir merminin yolu hakkında anlaşmazlığa düştük. Eğer namlu yatay şekilde ateş edersem, mermi tamamen durduğunda namluyla aynı doğrultuda mı kalır yoksa hafif sağa veya sola meyilli mi olur? Ortamda rüzgar olmadığını ve merminin namludan saat yönünde dönerek çıktığını varsayıyoruz.

Eğer merminin dönüş ekseni namluyla aynı yönde ise bu hiç bir şeyi etkilemez. Ama üstten bakıldığında, beyzbol topunun kendi ekseni etrafında dönmesi gibi bir dönüş söz konusu ise, bu dönüş merminin yörüngesini değiştirecektir. Eğer mermi üstten bakıldığında saatin tersi yönünde dönüyorsa yörüngesi sağa sapar. Aynı şeyin tersi de söz konusudur. Ama bu durum, mermileri küresel olduğundan ,sadece av tüfeklerinde geçerlidir.
Şimdi konuyu başka bir açıdan ele alalım. Dünyanın dönüşü çok ilginç şeylerin olmasına neden olur. Eğer tabanca kuzeye doğru ateşlenirse, mermi sağa sapacaktır. Bunun altında yatan gerçek; Dünya'nın ekvatordaki çizgisel hızının, kutupsal bölgedeki çizgisel hızından daha fazla olmasıdır. Bu aynı zamanda fırtınaların kuzey yarımkürede neden saat yönünde olduğunu da açıklar
.
 
Şarj nedir?

Kütle gibi, en basit tanımıyla şarj da maddenin bir halidir. Bir nesnenin diğer nesnelerle ya da diğer alanlarla nasıl ilişkiye gireceğini belirleyen bir niceliktir.
 
 
 
Paleomanyetizma nedir?

Dünya üzerinde, hemen her dönemde meydana gelen yanardağ faaliyetleri sonucunda, demir mineralleri içeren ve mıknatıslanma özelliğine sahip olan kayaçlar oluşur. Yanardağ püskürtüeri ile açığa çıkan lavlar çok yüksek sıcaklıklarda olduğundan, yeryüzüne ulaştıkları anda herhangi bir manyetik alan özelliği taşımazlar. Ancak çok dar bir sıcaklık aralığından geçen demir molekülleri, belirli katmanlar arasında sıkışarak katılaşırlar. Katılaşmaları esnasında da, dünyanın o anki manyetik alan yönelimine göre bir dizilim gösterirler (kuzey-güney yönünde). Bilindiği gibi, dünyanın normal kuzey ve güney kutuplarının dışında, bir de manyetik kuzey ve güney kutupları vardır. İşte bu kayaçların çerisindeki mineral dizilimi de, katılaşma anındaki manyetik kuzey ve güney kutuplarının yönünü gösterir. Bir yanardağdan dikine kesit aldığımızda, lav katmanlarında bulunan demir kristallerinin manyetik kutup dizilimi tesbit edilebilir. Bunun sonucunda da, yanardağın faaliyete başladığı ilk andan itibaren dünyanın manyetik kutuplarında meydana gelen değişmeler saptanabilir.
Bu kuramın ortaya çıkmasından sonra dünyanın çeşitli yerlerinde, farklı katmanlar ile çalışmalar yapılmış ve dünyanın farklı dönemlerdeki manyetik kutup yönelimleri çıkarılmıştır. İncelenen katmanlardaki manyetik alan çizgilerinin, bugünkünden oldukça güçlü sapmalar gösteriyor olması (hatta 200 milyon yıl öncesinin manyetik kutuplarının, bugünkülerin tam ters yönünü göstermesi), başta bilim adamlarını oldukça şaşırtmıştır. Ancak çalışmalar devam ettikçe, kayan şeyin manyetik alanlar değil, kıtaların kendileri olduğu anlaşılmıştır. İşte bu nedenle paleomanyetizma, kıtaların kayması kuramının en güçlü desteklerinden birisi haline gelmiştir.
 
 
 
 
Isınan hava neden yükselir?

Bir gaz topluluğuna etki eden kuvvetler aşağı doğru yerçekimi ve yukarı doğru da gazın basıncıdır. (Yukarı çıkıldıkça hava basıncı düşer, dolayısıyla gaz moleküllerine yüksek basınçtan alçak basınca doğru bir kuvvet etki etmektedir.)
Gazın sıcaklığının her yerde aynı olduğu durumda, gaz üzerine etkiyen yerçekimi kuvveti ile basıncın yukarı doğru kuvveti eşitlenir ve havanın durağan olmasına neden olur. Şimdi, böyle bir hava kütlesinin bir bölgesinde sıcaklığın yükseldiğini varsayalım. Isınan havanın basıncı yükseldiği için, bu sıcak bölge genleşir. Kısa zaman içinde, sıcak havanın basıncı çevresiyle eşit hale gelir.
Kısaca, durağan bir soğuk hava kütlesi içinde genleşmiş, yani daha az yoğun bir sıcak hava kütlesi oluşur. Bu kütleye basınçtan dolayı yukarı doğru etkiyen kuvvet, aynı hacme sahip soğuk havaya etkiyen kuvvetle aynıdır. Fakat, sıcak hava daha az yoğun olduğu için ve yerçekimi kuvveti gazın kütlesi ile doğru orantılı olduğu için, sıcak havaya etkiyen yerçekimi kuvveti daha azdır. Bu nedenle sıcak havaya etkiyen kuvvetler eşitlenmez ve yukarı doğru net bir kuvvet oluşur.
 
 
 
 
 
Dünya kendi ekseni etrafında saatte 1000 mil hızla dönüyor. Eğer bir otomobil ya da araç bu hızı aşabilirse ne olur?

Günümüzde bu hızı aşan uçaklar var. Ve gözlemlenen tek şey şu ki; pilot, güneşi Batı’dan doğup Doğu’dan batıyor olarak görür.
 
Elektronların hızı yaklaşık olarak ne kadardır?

Elektronlar çok çeşitli hızlara sahip olabilirler.
Düşük Hız: Bir elektrik telinden akım geçerken içinde elektronların hareket ettiğini biliyoruz. Elektronların bir tel içindeki hızları birçok insanı şaşırtacak derecededir. Mesela 2 mm çapında ve 10 A akım taşıyan bir bakır teldeki elektronların hızı saniyede ortalama 0.024 cm civarındadır.
Yüksek Hız: Bohr atom modelinde elektron, çekirdeğin etrafında bir yörünge çizerek döner ve bu elektronun hızı yaklaşık saniyede 2,000,000 metredir. Yani ışık hızının % 1’i civarında.
Çok Yüksek Hız: Bir çekirdek bozunmasında açığa çıkan beta (elektron) parçacığının hızı ışık hızına çok yakındır (300,000,000 m/s). Bunun yanında ,büyük çekirdekli atomların (Uranyum) en iç yörüngesindeki elektronların hızı da ışık hızına yakındır.
 
 
 
Boyumuzun uzunluğu yerin bize uyguladığı yerçekimi kuvvetini etkiler mi? Yani boyumuz uzun olursa daha mı az ya da daha mı çok yerçekimine maruz kalırız?

Bir insan boyu Dünya’nın yarıçapıyla kıyaslanamayacak kadar küçüktür. Aslında yerin çekiminden etkilenmemizi sağlayan en önemli faktör kütledir. Dolayısıyla uzun boylu insanlar, kütleleri daha fazla olduğu için yerçekiminden daha fazla etkilenirler.
 
 
 
 
Yabancı ülkelerin bile AM frekanstaki radyolarını nasıl dinleyebiliyoruz?

Bazı radyo frekansları hem atmosferin iyonosfer tabakasından hem de yerden yansır. Bu yansımalar sonucu, radyo dalgaları çok uzaklara erişebilir. Ama bu frekanstaki zayıf sinyaller atmosferik olaylara karşı çok hassastırlar ve birbirine yakın frekanstaki radyolar bu yüzden birbirine karışabilir.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Yolcu uçaklarının uzun mesafeli uçuşlarında, Dünya'nın kendi ekseni çevresindeki dönüş yönü ve hızı uçuş süresini etkiler mi? Bir arkadaşım Türkiye'den ABD'ye gidiş süresinin dönüşten daha kısa olduğunu söyledi. Bu durum merak ettiğim konuyla ilgili mi? İlgilerinize teşekkür ederim.

Bu soru sıkça sorulan fizik soruları arasında yer alıyor. Eskiden bir arkadaşım San Fransisco'dan New York'a 9 saatte gittiğini ve 3 saatte döndüğünü şaka yollu söyler dururdu. Aslında bu yolculuk normalde 6 saat sürüyor. Fakat bu iki şehir farklı zaman dilimlerindeler ve iki saat dilimi arasındaki fark 3 saat. Uçaktan indiğinizde de saatlerinizi ayarlamak zorunda kaldığınız için, kol saatiniz yolculuğun normalden daha uzun ya da daha kısa sürdüğü gibi yanlış bir imaj uyandırabiliyor. Arkadaşım New York'a 6 saatte gitmiş ve havaalanında saatini 3 saat ileri almış. Bu yüzden sanki 9 saat geçmiş gibi bir izlenim edinmiş. Eğer yazının devamını okursanız Ayhan'ın arkadaşının büyük bir olasılıkla böyle bir yanılgıya düşmüş olduğunu göreceksiniz.
Ama bu Ayhan'ın sorduğu soruya bir yanıt değil. Gerçekten Dünya'nın kendi ekseni etrafında dönüşü uçağın varış süresini gittiği yöne bağlı olarak etkiliyor mu etkilemiyor mu sorusu yanıtlanmaya değer.
Bu ve buna benzer bir çok soruda, vereceğimiz yanıtı daha da netleştirmek için sorudakine benzer değişik durumları incelemek genellikle iyi bir yöntem. Soruyu uçak yerine, araba için de sorabiliriz. Acaba iki şehir arasında biri doğuya diğeri batıya doğru hareket eden iki araba, varacakları yere birbirlerinden farklı sürelerde mi ulaşırlar ya da aynı yakıtı mı harcarlar?
Fizikte sıkça kullanılan "görelilik ilkesi" gereği yanıt her iki araba için aynı olmalı. Bu ilkeye göre sabit hızla hareket eden bir cismin içinde, örneğin bir trende, hareketler o cisme göre betimlenirse fizik kanunları aynı kalır. Yani bu trendeki fizikçiler trenin durduğunu varsayıp aynı sonuçlara ulaşabilirler. Yerde bütün yönlere doğru aynı güçlükle yürüdüğümüz gibi tren içinde de ileriye ya da geriye doğru yürürken bir fark hissetmeyiz. Arabalar da hareketleri için yerden kuvvet alırlar ve gidecekleri mesafe yere göre sabittir. Dünya'nın uzaydaki hareketinin bu tip olaylarda bir önemi yok.
Eğer bu cevap sizi ikna etmediyse, yerin Dünya'nın dönüşünden dolayı olan hareketinin hızını hesaplayın. Biz bunu Ankara için hesapladık ve saatte yaklaşık 1,300 km'lik bir hız bulduk! Bu kadar müthiş bir hızla hareket eden bir yer üzerinde saatte 100 km, en fazla 200 km hızla hareket eden arabalar bu hızdan etkileniyor olsalar, bu etki çok açık bir şekilde görünüyor olurdu. Hatta doğuya doğru değil yürümek, bir taşıtla bile gitmek imkansız olurdu!
Uçaklar da hareketleri için havadan kuvvet alırlar. Bu nedenle aynı yakıtı harcayarak havaya göre aynı hıza erişirler. Dünya dönerken etrafını saran havayı da kendisiyle beraber döndürüyor. Böyle olunca yerden bakan birine göre toprak gibi hava da hareketsizmiş gibi duruyor. Böylece aynı yakıtı harcayan uçakların hareketinde de Dünya'nın dönüşünün bir etkisinin olamayacağını rahatlıkla söyleyebiliriz. Kısaca tekrarlarsak, normal, rüzgârsız bir havada değişik yönlere giden uçaklar, havaya göre olduğu gibi yere göre de aynı hızla hareket ederler.
Rüzgârlı havalarda durum değişir. Eğer havaya göre aynı hızla giden uçakları düşünürseniz, (bu her uçak aynı yakıtı harcıyor demek) rüzgârla aynı yönde giden uçak yere göre daha hızlı gidiyordur; çünkü hem uçak havaya göre belli bir mesafe kat eder, hem de rüzgâr havayı ve içindeki uçağı bir miktar ileriye taşır. Uçak, rüzgâra ters yönde girmişse bu uçak yere göre daha yavaştır. Sonuç olarak şunu söyleyebiliriz. Eğer İstanbul'dan Ankara'ya doğru kuvvetlice bir rüzgâr esiyorsa, İstanbul-Ankara uçuşu daha kısa, Ankara-İstanbul uçuşu daha uzun sürer.
Rüzgârların belki de en ilginç olanı Jet-Stream diye adlandırılan ve yerden 10-30 km yukarıdan esen güçlü hava akımları. Bunlar sürekli aynı yönde, batıdan doğuya doğru ve saatte 100-400 km hızlarla esiyorlar. Yerden hissedilmeyen Jet-Stream ilk defa 2. Dünya Savaşı sırasında bombardıman uçakları tarafından keşfedildi. O zamandan beri bu rüzgârlar üzerinde yapılan çalışmalar bunların Dünya'nın dönüşünün etkisiyle basitçe açıklanamayacak bir şekilde oluştuğunu gösteriyor.
Normal yolcu uçakları havaya göre 800 km/saat hızla giderler. Eğer doğuya doğru uçan bir uçak 200 km/saat hızla esen bir Jet-Stream içine girerse yere göre hızı 1,000 km/saat olur. Eğer uçak ters yönde giderse bu defa hızı yere göre 600 km/saat olacaktır. Bu, yolculuk süresi ve uçağın harcadığı yakıt olarak %66'lık bir fark demek.
Yolcu uçaklarının bu rüzgâra ters yönde girmemek gibi bir alternatifleri yok. Uluslararası kurallar gereği uçaklar daha önceden belirlenmiş hava yollarını kullanabilirler ve ancak belli yüksekliklerde uçabilirler. Bu nedenle Jet-Stream'e ters yönde giren uçaklar da var. Yolculuk süresi de bu rüzgârın hızına bağlı olarak uzayıp kısalabiliyor.
Ayhan'ın sorduğu soruya geri dönersek, doğuya doğru olan yolculuklar daha kısa, batıya doğru olan yolculuklar daha uzun olmalı. Normalde Türkiye-New York seferi 11 saat sürüyor ve dönüş yolculuğuysa 9 saat. Jet-Stream hızlarında mevsimsel değişimlerle bu süreler değişebilir ama genel olarak bir fark olduğunu rahatlıkla söyleyebiliriz. Bu fark Ayhan'ın arkadaşının söylediğinin tam tersi olduğuna göre, ya arkadaşı farklı zaman dilimlerinden etkilenmiş ya da olay aktarılırken yönler ters aktarılmış olmalı.
Hız zamana bölünmüş mesafedir. Einstein hızın aynı olması için mesafe ve zamanın FARKLI olması gerektiğini düşündü. Bu da zamanda kuşkulu bir şeyler olduğunu gösterdi. Bana göre zaman ve mesafenin farklı olması gerekmiyor. Başka bir deyişle Einstein'ın ışık hızının mutlak, uzay ve zaman aralıklarının izafi olduğunu düşünmesi bana çok ters düşüyor. Şöyle ki Newton kuralları daha geçerli gibi gözüküyor: zaman ve mesafe aralıkları mutlaktır ve ışık hızı izafidir. Bunun açıklamasını da Einstein'ın kendi verdiği bir örnekle gösterebilirim. Elimizde bir yolcu vagonu olsun ve vagonun ortasında bir adam olsun, bu adamın elinde her iki tarafa aynı anda ışık saçabilen bir alet olsun. Adam aletin düğmesine bastığında vagonun sonundaki kapı ile başındaki kapıya ışık ulaştığında kapılar açılsın. Bu adamı da dışarıdan izleyebilen başka bir adam olsun. Şimdi tren giderken adam bu aletin düğmesine bastığında kapılar trenin içindeki adama göre aynı anda açılır ama dışarıdaki gözlemciye göre arka kapı daha önce açılır. Burada göreceli bir kavram söz konusu. Şimdi Einstein'ın söylediğiyle ne kadar tezat olduğunu göstermek ve sorumu sormak istiyorum. Albert Einstein diyor ki: Işık nasıl yayılırsa yayılsın hareket eden kişi de duran kişi de ışığı aynı hızda gittiğini görür. Burada durmak istiyorum. Tren örneğine dönelim: Trenin dışındaki gözlemci arka kapının daha erken açıldığını görüyor; bu durumda Einstein'ın söylediği gibi ışık hızı herkes için aynıdır yargısı yok oluyor. Eğer aynı olsaydı dışardan trene bakan kişi de kapıların aynı anda açıldığını görmüş olmaz mıydı? Bir şey daha söylemek istiyorum. Diyelim ki ışık hızından 6.279mil/sn hızla daha yavaş giden bir araçta olduğumuzu düşünelim ve arkamızdan ışık ışını yollansın. Bu durumda ben Einstein'ın dediği gibi ışığın hızını 186.279mil/sn mi? yoksa Newton'un dediği gibi 186.279-180=6.279mil/sn olarak mı görürüm?
Newton'un kuralları (daha doğrusu Galileo'nun kuralları) bize normal gelse
de, doğanın bizim düşündüğümüz gibi çalışması zorunluluğu yok. Şüphesiz Einstein
da eski zaman kavramının anlaşılmasını daha kolay bulmuştur. Ne var ki, 19.
yüzyılın sonlarında yapılan bir çok deney işlerin bu kadar basit olmadığını
söylüyordu.

Önce "hızların eklenmesi yasasından" başlayalım. Bu Galileo'nun ünlü
görelilik yasası. "Dünya dönüyor" dedikçe, "o zaman niye bıraktığımız
bir taş düşerken yana savrulmuyor?" gibi itirazlar sürekli geldiği için,
Galileo görelilik yasasını geliştirmek zorunda kalmıştı. Bugün bu yasayı anlamakta
zorlanmıyoruz. Eğer 1 m/sn hızla gidiyorsanız ve ileriye doğru 2 m/sn hızla
bir taş atarsanız, taş 3 m/sn hızla gider. 19. yüzyılın sonunda, birçok bilim
adamı bu yasayı kullanarak Dünya'nın uzaydaki hızının bulunabileceğini düşündüler.

Dünya Güneş çevresinde dönerken, saniyede 30 km.lik bir hız yapıyor (bu ışığın
boşluktaki hızının 10,000'de biri). Güneş'in de bir hızı olduğunu düşünürsek,
Dünyanın "gerçek" hızı, hangi yöne doğru gittiğine bağlı olarak bundan
fazla ya da az olabilir. Galileo'nun görelilik yasasına göre Dünya'dan yayılan
ışık, Dünya'yla aynı yönde gidiyorsa biraz hızlanmalı, ters yönde gidiyorsa
da biraz yavaşlamalı. Hızda 10,000'de birlik bir değişme pek fazla olmasa gerek.
Işık 1 metre kadar bir mesafe kat etmişse, normalden 0.1 mm civarında bir ilerleme
ya da gecikme söz konusu demektir. Bu pek ölçülebilir bir uzaklık gibi görünmüyor.
Ama ışığın dalga yapısı düşünüldüğünde, 0.1 mm ışığın yarım mikron civarında
olan dalga boyundan çok fazla olduğu için, bu kadar bir fark bile 19. yüzyılın
basit aletleriyle ölçülebilir.

Bu deneylerden en ünlüsü olan Michelson ve Morley deneyi yapıldığında Dünya'nın
hareket etmediği gibi bir sonuç ortaya çıktı! Dünya Güneş çevresinde dönerken
hız yönünü sürekli değiştirdiği için, Güneş'in hızını da hesaba katarak, uzayda
hareket ederken en azından bir anlık dursa bile diğer zamanlarda saniyede 30
km mertebesinde bir hıza sahip olması gerektiğini rahatlıkla söyleyebiliriz.
Dünya'nın hızı sürekli değiştiğine göre sorun Dünya'nın hareketinde değil, Galileo'nun
görelilik ilkesinde olmalı. Dünya hangi hızla hareket ederse etsin, sanki Dünya
yerinde duruyormuş gibi ışık her yöne eşit hızla yayılıyor.
 
 


Sorunun ışığın kendisinde değil, boşluktaki hızında olduğu da anlaşıldı. Örneğin,
ışık suda yayılırken 1.5 kat daha yavaş hareket ettiğini biliyoruz. Akan bir
su içinde ışığın hızı ölçüldüğü zaman beklenen oluyor. Işık suyla aynı yönde
gidiyorsa biraz daha hızlı, ters yönde gidiyorsa biraz daha yavaş gidiyor. (Tabi
burada Galileo'nun hızların eklenmesi yasasının yanlış olduğu görülmeye başlıyor.)
Bu deney, garip olan şeyin ışığın "fiziksel yapısı" olmayıp, boşlukta
yayılırken gitmeyi tercih ettiği hızda olduğunu gösteriyor. Örneğin nötrino
dediğimiz parçacıklar, bir olasılıkla ışık hızıyla hareket ediyorlar. Eğer aynı
deney nötrinolarla yapılsaydı aynı sonuçlar bulunurdu.

Buna benzer bir çok deney, ışığın boşlukta yayıldığı hızın, nerede ölçülürse
ölçülsün aynı olduğunu söylüyordu. Eğer deney sizin kuramlarınıza aykırı bir
şey söylüyorsa, kuramlarınızın, belki de bu kuramların kullandığı kavramların
yanlış olduğu kesin. Zamanın bir çok ünlü beyni bu problem üzerinde uğraşmış,
ama ancak Einstein yeni kavramlarla geldiğinde problem tam ve çelişkisiz olarak
çözülebilmiş.

Einstein, bu problemi çözmek için iki varsayımdan hareket ediyor. İlk olarak,
Galileo'nun görelilik yasasını özde kabul ederek, detayda yanlış olabileceğini
düşünüyor. Yani, hareket eden bir cismin (örneğin trenin) içinde yapılan bir
deney, cisim dururken yapılsa da aynı sonuçları verir. Böylece, Galileo'nun
istediği oluyor: Piza kulesinden bırakılan taşlar, bu yeni görelilik ilkesine
göre de yana savrulmuyor. Fakat "hızların eklenmesi yasası" büyük
bir olasılıkla geçerli değil. Varsayımın en önemli sonucu, Dünya'nın hızını
Dünya'dayken ölçmemizin artık mümkün olmaması.

Einstein'ın kabul ettiği ikinci varsayım, bütün deneylerin söylediklerini kabul
etmek oluyor. Yani, kim tarafından ölçülürse ölçülsün, ışığın boşluktaki hızı
aynıdır.

Bu iki basit varsayım, biri görelilik ilkesi, diğeriyse önemli bir deney sonucu,
yüksek hızlardaki bu gizemi çözmek için yeterli. Fakat artık o iyi bildiğimizi
sandığımız uzay-zaman kavramlarından vazgeçmemiz gerekiyor.

Tren örneğindeki kapıların açılması, zaman kavramında nelerden vazgeçmemiz için
iyi bir örnek. Trendekine göre kapılar aynı anda açıldığı halde, dışardakine
göre kapılar farklı zamanlarda açılıyor. Böylece, günlük deneyimlerimizle sorgulamadan
kabul ettiğimiz bir eşzamanlılık kavramının artık geçerli olmadığını görüyoruz.
İki farklı olayın, aynı zamanda olup olmaması gözlemciden gözlemciye değişen,
göreli bir olgudur. Bu zaman kavramının mutlak olmadığını, yani her olayın ne
zaman olduğunu söyleyecek kesin bir zamanının olmadığını söylüyor. Kabul etmesi
biraz zor, ama ne yazık ki doğa bu şekilde işliyor. Onun ne dediğini kabul etmekten
başka bir çaremiz yok.
 
 
 
 
 
 
 
Yeryüzünden bakıldığında yarım daire şeklinde görülen gökkuşağının uçaktan bakıldığında çember şeklinde olduğunu öğrendim. Gökkuşağının oluşması neden çember şeklinde oluyor?
Bu soruyu tam olarak yanıtlayabilmek için "Gökkuşağı nasıl oluşur?"
sorusunun da yanıtlanması gerekir. Özellikle yağmurlu havalarda gördüğümüz gökkuşağı,
aslında, Güneş'in garip bir "ayna"da oluşan bir görüntüsü. Söz konusu
"ayna" ise, böyle zamanlarda havada bulunan sayısız su damlacıkları
tarafından oluşturuluyor. Olay, Güneş'ten gelen ışık ışınlarının küresel su
damlacıkları içinde kırılarak, birkaç iç yansımadan sonra dışarı farklı bir
yönde çıkmasından kaynaklanıyor.

Küresel bir su damlacığı üzerine düşen ışığın izleyebileceği yollar Şekil 1'de
gösteriliyor. Damlaya kırılarak giren ışın, damlanın yüzeyine çarptığında bir
kısmı dışarı çıkar (A ışını), fakat bir kısmı da iç yansımayla su içine geri
döner. İçeride kalan ışın da damlanın yüzeyine tekrar değdiğinde yine bir kısmı
dışarı çıkarak (B ışını), geri kalan kısmı yansır. Bu şekilde, damla içinde
kalan ışın, sayısız iç yansıma sonucu her defasında dışarıya bir kısmını bırakarak
gittikçe zayıflar.

Ana gökkuşağı, damla içinde sadece bir iç yansıma geçiren B ışınları tarafından
oluşturuluyor. Bunlar, neredeyse geriye, Güneş'in olduğu tarafa doğru yönelirler.
Şekil 2'de kırmızı ışık için, damla üzerine düşen ışınların damlaya girdiği
yere bağlı olarak izledikleri yollar gösteriliyor. Doğal olarak çıkan ışının
hangi doğrultuya yöneleceği, gelen ışının damlaya nereden girdiğine bağlı.
 


Burada ilk bakışta pek ilginç görünmeyen bir olay oluyor. Her ışın farklı açılarla
geriye dönse de, bunlardan biri en yüksek açıya sahip. Kırmızı ışık için bu
en yüksek açı 42°. Diğer bir deyişle, damlanın özel bir yerine düşmeyen bütün
ışınlar 42°'den daha az bir açıyla geriye yansıyorlar. Böyle bir en yüksek geri
dönme açısının olması gökkuşağının oluşumu için şart. Çünkü ışınlarının büyük
bir kısmı bu en yüksek açıya yakın açılarda geri dönüyorlar. Örneğin, gelen
kırmızı ışınların %20'si 41°-42° arasındaki 1 derecelik aralıktan çıkarken,
geri kalan %80'iyse, 0°-41° arasındaki 41 derecelik oldukça büyük aralıktan
çıkıyorlar. Bu durumda, ışığın şiddeti daha fazla olduğu için, 42°'den çıkan
ışınları görmemiz daha kolayken, diğer açılardan çıkanların görülebilmesi çok
zor; özellikle geri tabandan gelen ışık düşünülürse.

Eğer Güneş sadece kırmızı renkte ışığa sahip olsaydı, bu ışınların gökyüzünde
oluşturacağı görüntü Şekil 2'deki gibi olurdu (abartılı çizildi). Burada en
net şekilde görülebilen çemberin dış kısmı olacaktır. Bu nedenle, pratikte,
bu tip ışınların 42°'lik bir koni üzerinde geri yansıdığını söylüyoruz.
 


Diğer renklerin geri dönme açısı farklı: Örneğin, görülebilir tayfın diğer ucundaki
mor ışık suda daha fazla kırıldığından, en yüksek geri dönme açısı 40.5°'dir.
Güneş'ten gelen beyaz ışık değişik dalga boylarında birçok renkten oluştuğu
için, damlaya girdikten sonra tek bir iç yansımayla dışarı çıkınca, 40.5° ile
42° arasında bileşen renklerine ayrılır; mor en içte, kırmızı en dışta olmak
üzere.
 


Bu geri dönen ışığın, Güneş'in atmosferdeki su damlalarından garip bir yansıması
olduğunu düşünebiliriz: Yani gelen ışınlar, bir koni üzerinde geri yansır. Bu
yansıma gözle algılandığında da Güneş'in bu "garip ayna"daki görüntüsü
olan gökkuşağını görüyoruz. Şüphesiz bu görüntü, normal bir aynadakine hiç benzemiyor.

Gökkuşağına baktığımızda, örneğin mavi olarak gördüğümüz kısımlar, bakış doğrultusundaki
damlalardan geri dönen mavi ışıklardan oluşuyor. Bu damlalardan geri dönen diğer
renklerse, başka yönlere gittikleri için sizin tarafınızdan görülemezler. (Tabii
başkaları bu damlaları değişik renklerde görebilirler.)

Gökkuşağının oluştuğu yerse, Güneş ışınlarının gittiği doğrultunun 40° civarındaki
yönler. Doğal olarak bu bir çember. Fakat gökkuşağı renklerini açık seçik görebilmek
için, bakılan doğrultuda yeteri sayıda su damlası olmak zorunda. Yerden yapılan
gözlemlerde, Güneş ufkun üzerinde olduğu için, gökkuşağının alt yarısından daha
büyük bir kısmı yerle örtüşür. Yani, ya baktığınız doğrultuda yere çok yakınsınızdır
ve burada yeterli sayıda damlacık yoktur, ya da vardır ama geri tabandaki yerin
görüntüsü, zayıf gökkuşağını seçebilmenizi engeller. Tabii bunlar bir uçaktan
ya da yüksek bir dağın tepesinden bakanlar için geçerli değil.

Yine aynı nedenle, öğlen Güneş tam tepedeyken gökkuşağını göremezsiniz. Kuşağı
görebilmeniz için, Güneş'in ufkun en fazla 42° üzerinde olması gerekir.

Son olarak, Şekil 1'deki C ışınının da, benzer şekilde 50°-53° arasında renklerin
ters sıralandığı (kırmızı içte, mor dışta) bir kuşak oluşturduğunu ve uygun
hava koşullarında bunu görmenin mümkün olduğu da ekleyelim. Fakat A ışını için,
yukarıda bahsettiğimiz en büyük açı olmadığından, bu ışınlar renkli bir kuşak
oluşturamıyor.
 
 
 
 
Uzun zamandır merak ettiğim bir şeyi size sormak istiyorum. Madem ışık fotonlardan oluşuyor; niçin camdan geçiyor da diğer maddelerden geçemiyor? Eğer fiziksel nedenini açıklarsanız sevinirim...

Bu soruyu bütün elektromanyetik spektruma genelleştirmek gerekir. Çünkü ışık olarak algıladığımız şey aslında elektromanyetik dalgaların çok küçük bir kısmı. Çok uzun dalga boylu radyo dalgalarından, dalga boyu atomun çapından çok küçük gama ışınlarına kadar olan bu spektrumun, dalga boyu 0.4 mikronla 0.7 mikron arasında kalan kısmını gözlerimiz algılayabiliyor. Bu nedenle bir fizikçiye "ışık" dediğinizde çoğunlukla tüm elektromanyetik spektrumu anlayacaktır, sadece "görünür ışık" dediğimiz sınırlı kısmı değil. Tüm canlıların gözlerinin neden bu geniş spektrumun sadece küçük bir kısmını algıladığıysa daha değişik bir soru.
Öyleyse, tüm elektromanyetik spektrumu düşünürsek, soruyu "neden belli bir dalga boyuna sahip ışığı bazı maddeler geçirir de bazıları geçirmez?" şeklinde sorabiliriz. Bunu yanıtlamaya kalktığımızda maddelerin birbirlerinden farklı olmadığını görürüz. Yani her maddenin saydam olduğu bazı dalga boyları ve saydam olmadığı bazı başka dalga boyları vardır.
Örneğin bildiğimiz bütün metaller görünür ışığa karşı saydam değildir. Bu kızılötesindeki bütün düşük dalga boyları için de geçerli. Fakat morötesi ışıklar kullandığımızda her metal, dalga boyu belli bir değerden küçük ışıklar için saydamlaşır. Morötesi saydamlaşması denilen bu olay sadece metallere özgü değil. Bütün maddeler düşük dalga boylu morötesi ışınlar, X ışınları ve gama ışınları için saydamdırlar. Zaten X ışınlarını kullanan Röntgen filmleri bu olay sayesinde kullanılabiliyor.
En ilginç örnekse herkesin bildiği en saydam madde olan su. Görünür ışığın hepsini geçirmesine rağmen, bu pencerenin dışındaki bizim göremediğimiz ışınların çoğuna karşı saydamlığını kaybeder. Su, morötesinden başlayarak bir kaç Angströmlük dalga boylarına kadar ve kızılötesinden başlayarak radyo dalgalarına kadar bütün elektromanyetik dalgaları güçlü bir şekilde soğurur. Bu oldukça garip bir durum. Eğer bir gün, gözlerini bizim gördüğümüz ışık yerine, elektromanyetik spektrumun başka bir kısmını görmek için kullanan bir "uzaylıyla" karşılaşırsak, ve onlardan suyu tarif etmelerini istersek yanıt "simsiyah bir sıvı" olacaktır! Peki neden sadece suyun geçirgen olduğu dalga boylarını görebiliyoruz? Bu bir rastlantı mı, yoksa suyun atmosferde ve hayatın başladığı denizlerde bol miktarda bulunmasının gerektirdiği bir zorunluluk mu? Bunun yanıtını siz verin.

Peki maddelerin hangi dalga boyunda saydam olacağı nasıl belirleniyor? Elektromanyetik dalgalar maddedeki elektronlarla etkileşirler. Yani ışık maddeden geçerken, elektronlar tepki vererek hareketlerini değiştirirler. Bu etkileşimin sonuçlarını kuantum kavramlarıyla açıklamak daha kolay. Kuantum kuramına göre maddedeki elektronlar sadece belli enerji seviyelerinde bulunabilirler ve bu seviyeye özgü bir hareket yaparlar. Burada önemli olan elektronların enerjilerinin sadece belli değerler alabilmesi. (Doğal olarak bu seviyeler maddeden maddeye değişiyor.)
Eğer bir elektron bir seviyeden daha yüksek bir başka seviyeye geçmek isterse, çevreden bir şekilde iki seviyenin enerji farkı kadar enerji almak zorunda kalır. Benzer şekilde, elektron daha düşük bir seviyeye geçmek istiyorsa, fark kadar enerjiyi çevreye bir şekilde vermek zorunda.
Elektromanyetik dalgalar da foton olarak adlandırdığımız paketlerle enerji taşırlar. Örneğin 0.4 mikron dalga boylu mor ışık 3.1 eV'luk enerji taşıyan paketlerden oluşmuştur. (1 eV bir elektronun 1 voltluk bir gerilim altında hızlanmasıyla kazandığı enerji). Bu bizim için oldukça küçük, ama elektronlar için tipik bir enerji. Fotonlar elektronlarla etkileştiklerinde iki farklı durum söz konusu: Ya fotonun enerjisi, elektronu bulunduğu seviyeden başka bir seviyeye çıkarmak için gereken enerjiye eşittir, ya da değildir.



Eğer foton enerji farkına eşit enerji taşıyorsa, elektron bu fotonu soğurarak üst seviyedeki hareket durumuna geçer. Böylece gelen ışık soğurulmuş ve maddeyi geçememiş olur. Bundan sonra elektronun ne yaptığını da kısaca anlatmakta yarar var. Elektron üst seviyelerde oldukça kararsızdır ve bir süre sonra değişik yöntemlerle tekrar alt seviyelere düşer: Ya elektron kaybetmesi gereken enerjiyi bir foton olarak rasgele bir yöne yayar (bu olaya, yani soğurulmadan hemen sonra gerçekleşen ışık yayınımına, flüoresans deniyor) ya da elektron enerjisini madde içindeki atomların hareket enerjisine çevirir. (bu da maddenin ısınmasıyla sonuçlanır.)
Fotonun soğurulması için enerjisinin tam olarak enerji seviyeleri farkına eşit olması gerekmediğini ekleyelim. Biri Doppler etkisi olmak üzere bir çok değişik nedenden dolayı, elektronlar fotonların biraz az ya da biraz fazla enerjisi olmasını hoş görüyle karşılayarak bunları memnuniyetle soğururlar.
Diğer durumda, yani gelen fotonun enerjisi, madde içindeki elektron seviyelerinden ikisinin farkına eşit değilse, bu fotonun soğurulma olasılığı yoktur. Böyle bir foton madde içinden geçer gider. Maddelerin saydamlığı soğurulmanın mümkün olmadığı durumlarda ortaya çıkar.
Artık, örneğin kırmızı renkli bir camın neden böyle olduğunu rahatlıkla açıklayabiliriz. Böyle bir cam sadece kırmızı ışığı geçirir (çünkü içinde kırmızı ışığı soğurabilecek herhangi iki seviye yoktur) ve diğer ışıkları soğurur. Bu nedenle camın içine baktığımızda sadece bu kırmızı rengi görebiliriz.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bir belgeselde, bir astronotun su içmesini gördüm. Burada ilgimi çeken şey, su kütlesinin, yerçekimsiz ortamda dağılmadan küre şeklini aldığıydı. Normalde sıvılarda, atomların çekim kuvveti katılara göre daha zayıf olduğundan, sıvılar ancak bulundukları kabın şeklini alabilmektedirler. Herhangi bir kap olmadığı zaman sıvılar bir bütün gibi davranamaz ve saçılırlar.
Suyu ağırlıksız ortamda dağılmaktan koruyan şeyin su molekülleri arasındaki
kuvvetler olduğunu öncelikle belirtelim. Üstelik bu kuvvetler, katı halden sıvı
hale geçildiğinde pek fazla değişmezler. Bunu anlamanın en basit yolu faz değişimi
için gerekli ısılara bakmak. Bir gram buzu (0 °C'de) eritmek için 80 kalori
ısı harcamak gerekiyor. Buna karşın, bir gram suyu (100 °C'de) buharlaştırmak
içinse 540 kalori gerekir. Bu ısılar, moleküller arasındaki bağları zayıflatmak
için gerekli enerji olarak yorumlanırsa, buradan erime sırasında su molekülleri
arasındaki bağın ancak yedide bir kadarı zayıflıyor anlamını çıkarabiliriz.
Su dışındaki diğer bütün maddelerde de durum aynı. Kısacası, moleküller arasındaki
kuvvetlerin büyüklüğü açısından, sıvılar katılardan pek farklı değil.
 
                                           

Sıvıyı küre şekline sokmaya çalışan kuvvete "yüzey gerilimi" deniyor.
Sıvı içindeki herhangi bir molekül, her taraftan diğer moleküllerle çevrili
olduğu için, yani her yöne ortalama olarak eşit miktarda çekildiği için, yine
"ortalamada" herhangi bir kuvvet hissetmez. Ama sıvının yüzeyinde
olan moleküller, sadece sıvının olduğu taraflardan çekildiği için, bunları sıvının
içine çeken net bir kuvvetin varlığından söz etmek mümkün. Böylece, moleküller
arasındaki etkileşim, sıvının yüzeyini içeri doğru çeken net bir kuvvete neden
oluyor.

Bu kuvvet, aynı zamanda sıvının yüzeyini mümkün olduğu kadar küçültmeye çalışıyor.
Yüzeydeki moleküllerin bir taraflarının boş olması, bu moleküllerin içerdekilere
göre daha fazla enerjiye sahip olması anlamına geliyor. Öyleyse bir sıvının
ne kadar büyük yüzeyi varsa, yüzey molekülleri toplam enerjiyi o kadar artırırlar.
Bütün fiziksel sistemler, enerjilerini azaltacak şekilde hareket ettiği için,
sıvılar yüzey alanlarını küçültmeye çalışırlar. Bu anlamda yüzey, şişirilmiş
bir balon gibi düşünülebilir. Balonun, içerdeki havayı sıkıştırması ile yüzey
alanını küçültmeye çalışması aslında aynı şey.
                                          
 
 
Bu olgu kendini en açık biçimde, yerçekimi kuvvetinin olmadığı, ağırlıksız ortamlarda
gösterir. Böyle bir durumda sıvının alacağı şekil iki bin yıldır bilinen eski
bir matematik problemine dönüşür: Sabit hacimli bir cisim, hangi şekli aldığında
en küçük yüzey alanına sahip olur? Bu sorunun çözümü ileri matematik gerektirse
de, yanıtı oldukça basit: küre.
Üstelik, aynı olayı Dünya üzerinde de görmek mümkün. Musluktan damlayan, yağ
içinde yüzen ya da cam üzerinde yoğunlaşan su damlaları, hatta çaydanlıkta kaynayan
suyun içindeki kabarcıklar; aynı olgu nedeniyle mümkün olduğu kadar küreye yakın
şekillere girmeye çalışırlar. Bu tip yerlerde diğer kuvvetler de (yerçekimi,
sürtünme, kaldırma kuvveti vs.) işin içine girdiği için, ideal şekil mükemmel
bir küre değildir.
Burada dikkat edilmesi gereken önemli nokta şu: Yüzey geriliminin kendini açık
bir şekilde gösterebilmesi için, yüzey enerjisi diğer enerjilere oranla büyük
olmalı. Bu da, yüzeyin hacme oranı büyük olduğunda mümkün oluyor. Yüzey/hacim
orantısını bir küre için hesaplarsanız, küre küçüldüğünde oranının büyüdüğünü
görürsünüz. Kısacası, su damlalarınız ne kadar küçükse, yüzey gerilimi o oranda
etkin olur ve damlalar mükemmel küre şeklini almaya başlar. Tabii, uzaydaki
ağırlıksız ortamda, diğer kuvvetler olmadığı için, su kütlesinin ne kadar büyük
olduğu önemli değil.
Yüzey gerilimi bütün sıvılarda ve her sıcaklıkta vardır. Belki değişen sıcaklık
ve sıvı içindeki yabancı moleküller (sudaki sabun gibi) yüzey geriliminin büyüklüğünü
değiştirebilir, ama nitel etki her zaman aynıdır. Yani, erimiş demir de uzayda
küre şeklini alacaktır.
Üstelik aynı olgunun katı cisimlerde de var olduğunu söylemek mümkün, ama önemli
bir farkla: Yüzey enerjisi yüzeyin hangi doğrultuda yöneldiğine bağlı olduğu
için, katının en ideal şekli bir küre değil, fakat simetrik, düzgün yüzlü şekillerdir.
Örneğin tuz kristalleri kırıldıklarında ya da kristal büyütmeyle oluşturulduklarında
düzgün küpler ortaya çıkar.
Gazlarda, moleküller arası etkileşim çok zayıf olduğu için, bu etkileşimlerin
bir sonucu olan yüzey gerilimi de oldukça düşük olmalı (ölçülemeyecek kadar
düşük). Üstelik, gaz genleşip idealliğe yaklaştığında, yüzey gerilimi daha da
düşmeli. Bu nedenle, uzayda kendi haline bırakılan bir gaz kitlesi, bir kere
genleşmeye başlayınca sonsuza kadar genleşmeye devam edecektir.
 
 
 
 
Bilindiği gibi -273 °C'de atomlar titreşme yapmazlar. Buna bağlı olarak da bu sıcaklıkta bir direnç göstermezler. Çünkü direnç, maddenin cinsine bağlı olduğu gibi sıcaklığa da bağlıdır. … Kuantum fiziğinde bir molekülün … [en düşük enerji seviyesinde bile bir titreşme hareketi yaptığını gördük.] Ben buradan, cismin sıcaklığı ne olursa olsun, moleküllerinin her durumda bir enerjiye sahip olacağı anlamını çıkarıyorum. -273 °C'de bile bir molekül mutlaka titreşecektir. Titreştiğinden dolayı da bir dirence sahip olacaktır. … Bu çelişkiyi nasıl açıklayabiliriz?
İlk önce, her maddenin atomlarının en düşük sıcaklıkta bile bir titreşim hareketi
yaptığını belirtmemiz gerekiyor. "Sıfır noktası hareketi" olarak adlandırılan
bu olay tamamen bir kuantum etkisi. Bu hareketin varlığını anlamak için kuantum
belirsizlik ilkesi kullanılıyor: Bir cismin hareket etmemesi hızının sıfır olması
anlamına gelir, yani hızda herhangi bir belirsizlik yoktur. Belirsizlik ilkesine
göre konum ve hızdaki belirsizliklerin çarpımı belli bir değerden büyük olmak
zorunda. Bu durumda konumun belirsizliğinin sonsuz olması gerekir. Eğer elinizde
tuttuğunuz bir maddenin atomlarının komşu galakside de bulunabilme olasılığının
var olduğuna inanmıyorsanız, böyle bir şeyin olanaksız olduğunu çıkarırsınız.
Yani, herhangi bir cismin durması, hangi şart altında olursa olsun, mümkün değildir.

Öte yandan, mutlak sıfır sıcaklığı (0 Kelvin ya da -273.15 °C), bir cismin sahip
olabileceği en düşük sıcaklık anlamına geliyor. Bir cismin soğuması çevresine
ısı vermesiyle mümkün olduğu için, cisim en düşük enerjiye sahip olduğu anda
0 Kelvin sıcaklığına erişmiş demektir. Artık bu noktadaki bir cismi daha da
soğutmak mümkün değildir. Dikkat etmemiz gereken nokta, en düşük sıcaklığın
sadece en düşük enerji anlamına gelmesidir, en düşük hareket değil. Mutlak sıfırdaki
bir maddenin atomlarının yaptığı sıfır noktası hareketi bir kuantum etkisi olduğu
için, hareketin varlığı cismin fiziksel özelliklerini çok küçük oranda değiştiriyor,
ama birçok durumda bu küçük oran ölçülebiliyor. Helyumun, (atmosfer basıncında)
hiç bir sıcaklıkta donmamasının temel nedeni bu sıfır nokta hareketi.
 


Aynı hareketin atom içindeki elektronlarda da olduğunu belirtelim. Elektronlar
en düşük enerji seviyesinde bulunduklarında bile ,elektronların çekirdek çevresinde
dönme hareketleri devam eder.

Şimdi gelelim arkadaşımızın sorusunun en önemli kısmına. Madem her maddenin,
0 Kelvinde bile bir hareketi var, niye bu hareket bir dirence neden olmuyor?
Bu soruya vereceğimiz yanıt, sıfır nokta hareketinin bildiğimiz anlamda hareketten
oldukça farklı olduğunu gösteriyor.

Şöyle bir düşünce deneyi yaptığımızı tasarlayalım: Bir atomu en düşük enerji
seviyesine kadar soğuttunuz ve sıfır nokta hareketini ilk elden gözlemlemek
üzere (her nasılsa) kendinizi küçülterek atoma yaklaştınız. Soru şu: atom titreştiğine
göre, iyice yaklaştığınızda size çarpabilir mi?

Eğer söz konusu olan makroskobik bir makine olsaydı fazla yaklaşmamanızı tavsiye
ederdik. Ama, en düşük enerji seviyesinde olan bu atom için böyle bir tavsiyeye
ihtiyacınız yok. Çünkü bu atomun size çarpması, hareketinin, dolayısıyla enerjisinin
bir kısmını size aktarması anlamına geliyor. Atomun size aktarabileceği enerjisi
olmadığı için size çarpması mümkün değil. Başka bir şekilde söylemek gerekirse,
sıfır noktası hareketi öyle bir hareket ki, varlığı ile yokluğu arasındaki farkı
anlamak olanaksız.

Şimdi mutlak sıfır sıcaklığındaki bir metalin neden sıfır dirence sahip olduğunu
açıklayabiliriz. Atomların titreşimlerinden kaynaklanan direncin temel nedeni,
akım taşıyan elektronların atomlara "çarparak" hareket yönlerini değiştirmesi.
Bu çarpışmalar ne kadar fazlaysa ve ne kadar büyük oranda yön değiştiriyorsa
direnç o kadar büyük olur. Çünkü, metalin içinden geçmeye çalışan elektronların
sadece küçük bir kısmı metali boydan boya geçebilir.

Elektronlarla atomların "çarpışması" iki değişik şekilde mümkün olur.
Birinci yolda, elektron ,enerjisinin bir kısmını atoma verebilir. Bu olayın gerçekleşebilmesi
için, elektronun yeteri kadar fazla enerjisi olması gerekir. Çünkü, atom bir
üst enerji seviyesine çıkabilmek için belli bir miktar enerjiye ihtiyaç duyar.
Eğer elektronda bu kadar enerji yoksa, bu olay gerçekleşemez. Elektronların
sahip oldukları enerji, metale uygulanan voltajla orantılı olduğu için, ve genellikle
direnç ölçümlerinde düşük voltajlar kullanıldığı için bu tip olaylar çok düşük
bir oranda gerçekleşir. (Direnç, voltajla akımın oranı olduğu için, voltajı ne
kadar küçük seçerseniz seçin direnç değişmez.) Dolayısıyla direnç bu tip "çarpışmalardan"
kaynaklanmıyor.

İkinci yolda, elektron atomdan bir miktar enerji alabilir. Daha yüksek bir enerjiye
sahip olan elektron, bir süre hareket ettikten sonra bu fazla enerjiyi başka
bir atoma verir ve ikinci bir saçılma gerçekleşir. Bu olay dizisinin gerçekleşebilmesi
için, enerji veren atomun en düşük enerji seviyesinde olmaması lazımdır. Dolayısıyla
sıfır nokta hareketi yapan atomlar, kesinlikle böyle bir olaya karışmazlar.
Oda sıcaklığındaki metallerin direnci temelde bu tip çarpışmalardan kaynaklanır.

Mutlak sıfır sıcaklığına sahip bir metalden geçen düşük enerjili bir elektron,
atomlarla her iki şekilde de "çarpışamayacağı" için, saçılmadan yoluna
devam eder. Sonuç: sıfır direnç.

Atomların titreşimleri, metallerde dirence neden olan tek etmen değil. Metal
içindeki yabancı atomlar, kristal yapıdaki düzensizlikler, hatta maddenin bir
dış yüzeyinin varlığı bile düşük sıcaklıklarda bir direncin ortaya çıkmasına
neden olurlar. Fakat oda sıcaklığındaki bir metalde dirence neden olan en büyük
etmen atomik titreşimlerdir. Mutlak sıfır civarındaki düşük sıcaklıklarda, bu
etmen, yukarıda açıkladığımız nedenden dolayı tamamen ortadan kayboluyor.
 
 
 
 
 
 
Sadece tek tarafını gösteren camlar nasıl yapılıyor?
Bu camların çalışma prensibi, bildiğimiz tül perdelerin çalışma prensibiyle
aynı. Yani bu camların iki yüzü arasında bir fark yok. Bu noktanın daha iyi
anlaşılması için "üzerine düşen ışığı, düştüğü yüze göre farklı oranlarda
geçiren bir cam yapmak mümkün mü?" sorusunu detaylı olarak yanıtlayalım. Fiziğin
temel yasalarından birisi olan termodinamiğin ikinci yasası bu soruya "kesinlikle
hayır!" yanıtını veriyor.
Bu yasanın değişik ifade edilme tarzlarından bir tanesi şöyle der: "Evrende
başka hiçbir şeyi değiştirmeden, soğuk bir cisimden sıcak bir cisme ısı akışı
sağlamak mümkün değildir." Buradaki "Evrende başka hiçbir şeyi değiştirmeden"
ifadesi önemli. Aksi takdirde, yasanın çay demlemek için su ısıtmanın bile imkansız
olduğunu söylediği anlamı çıkardı.
Işığı tek yönde geçiren, ya da farklı yönlerde değişik oranlarda geçiren camlardan
yapmak mümkün olsaydı, bu camları ikinci yasayı ihlal etmek için kullanabilirdik.
Bunu göstermek için bir düşünce deneyi tasarlamamız yeterli. Eğer elimizde ışığı
tek yönde geçiren, diğer yönde kesinlikle geçirmeyen bir cam varsa, duvarları
ışığı mükemmel yansıtan aynalarla kaplanmış bir odayı bu camla ikiye bölüp,
ışığın geçtiği taraftaki odaya sıcak bir çay, diğer odaya da buzlu su koyabiliriz.
Buradaki kilit nokta, her cismin sürekli ışık (daha doğru bir terimle elektro-manyetik
dalga) yayınladığı gerçeği. Cismi oluşturan atomlar ve bu atomlardaki elektronlar
sürekli hareket halindedir. Bu parçacıklar çoğunlukla en düşük enerji seviyelerinde
bulunurlar, ama önemli bir kısmı uyarılmış seviyelerdedir. Bu uyarılmış elektronlar
daha düşük enerji seviyelerine döndükçe, aradaki enerji farkını ışık olarak
yayınlarlar. Bir başka deyişle cisimler ışıyarak soğurlar. Cisim ne kadar sıcaksa,
bu yayınlanan ışık o kadar çok enerji taşır. Köz halindeki bir odunun bu nedenle
parlak olduğunu ve sizi ısıtmaya devam ettiğini burada ekleyelim.
Düşünce deneyimizdeki buzlu su da, bize göre soğuk olmasına karşın bir miktar
ışık yayar. Soğuk olduğundan dolayı, bu ışığın enerji yoğunluğu çayınkine göre
daha azdır; ama bu o kadar önemli değil. Buzlu sudan yayılan ışığın bir kısmı
özel camımızdan geçerek, çay tarafından soğurulur. Böylece ışıma yoluyla çaya
ısı aktarılmış olur. Çaydan yayınlanan ışınlarsa, camı geçemez ve aynı bölmede
kalır (ve çay tarafından tekrar soğurulur). Böylece, buzlu su enerji kaybederek
gittikçe soğur, çaysa gittikçe ısınır. Hatta biraz sabırlı davranıp beklersek
(bir iki yıl gibi), buzlu suyun tamamen donup soğumaya devam ettiği, çayınsa
buharlaşıp gittikçe daha çok ısındığını da gözlememiz mümkün.
Böylece, ikinci yasanın mümkün olmadığını söylediği şeyi, yani evrende başka
bir şeyi değiştirmeden, hatta kendiliğinden, ısının soğuk bir cisimden sıcak
bir cisme akmasını sağlamış oluruz. Termodinamiğin ikinci yasası oldukça sağlam
temeller üzerine oturduğundan, bu noktada sadece tek yöne ışık geçiren camların
yapılmasının mümkün olmadığını kabul etmekten başka yapacak şeyimiz yok!
Aynı argümanı her iki yönde ama farklı oranlarda geçirgen olan camlar içinde yürütmek
mümkün. Örneğin bu özel cam sağdan sola doğru gitmek isteyen ışığın sadece %50'sini
geçirsin, soldan sağa yönelen ışığınsa %50.001'ini geçirsin. Aradaki farkın
ne kadar küçük olduğu önemli değil. Eğer geçirgenlik oranları arasında bir fark
varsa, bu farkı kullanarak ikinci yasayı alt etmek mümkün.
Argümanı daha rahat görmek için iki odaya da aynı sıcaklıkta iki özdeş cisim
koyalım. Aynı sıcaklıkta bulunan cisimler aynı miktarda enerjiyi ışık olarak
yayarlar. Fakat soldan sağa aktarılan enerji sağdan sola aktarılandan bir miktar
fazla olduğundan sağdaki cisim biraz ısınıp, soldaki biraz soğur. Bir süre sonra,
ısınan cisim daha fazla, soğuyansa daha az enerji yayacağından, cam üzerinden
değişik yönlere giden ışığın taşıdığı enerjiler eşitlenir ve net ısı transferi
durur. İki odalı sistemimiz bu noktada dengeye gelir. Bu son durumda sağ odadaki
cisim soldakinden biraz daha sıcaktır. Önceki durumda olduğu gibi aşırı soğuma
ve ısınma söz konusu değil ama bu bile ikinci yasaya aykırı.
Bu camları kullanarak büyük sıcaklık farkları elde etmek de mümkün. Tek yapmanız
gereken şey, odacıkların sayısını mümkün olduğu kadar artırmak. Böylece, iki
ardışık odadaki sıcaklık farkı düşük olmasına rağmen, en uçtaki odaların sıcaklıkları
büyük oranda farklı olacaktır.
Sonuç olarak, bir camın, ya da herhangi bir cismin farklı yönlere farklı oranlarda
geçirgen olması ikinci yasaya aykırı. Eğer camınız soldan sağa %50.001 oranında
ışık geçiriyorsa, sağdan sola da %50.001 oranında geçirmesi lazım. Ne biraz
az ne de biraz fazla! İkinci yasanın saydamlık hakkında bu derece güçlü şeyler
söyleyebilmesi gerçekten çok ilginç.
Peki madem bu tip camlar fiziğe aykırı, o halde bu camlar nasıl işliyor? Buna
basitçe "göz aldanması" diyebiliriz. Gözümüzün müthiş yeteneklerinden
birisi de değişik ışık seviyelerine kendisini ayarlayabilmesi. Gündüz çok parlakken
de, gece karanlığında da görme işlevini yerine getirebiliyor. Parlak bir ışık
kaynağının yanında zayıf bir ışık kaynağı varsa, göz kendini parlak olan ışığa
göre ayarlar ve zayıf ışığı fark etmemiz olanaksızlaşır. Bu nedenle gündüz vakti
yıldızları göremiyoruz. Halbuki yıldızlardan gelen ışık gündüz de gece de aynı
parlaklığa sahip.
Yabancı filmlerde gördüğümüz sorgu odalarında camın ayırdığı odalardan biri
karanlık diğeri de aydınlık tutuluyor. Camın özelliği, üzerine gelen ışığın
çoğunu yansıtması ve çok az bir kısmını geçirmesi. Aydınlık odada bulunan kişi,
aynadaki kendi parlak görüntüsünden düğer odadan gelen ışığı seçemiyor. Bu kadar
basit. Aynı işi bir tül perde de rahatlıkla yapıyor.

Resim1:
Eğer cam ışığı sadece sağa geçiriyorsa, sağ odacığa ısı aktarımı
olur.
Resim2: Cam sağa daha fazla oranda ışık geçiriyorsa, denge durumunda
sağdaki cisim daha sıcak olacaktır.
 
Herkes en düşük sıcaklık noktasını bilir: -273 derecedir. Benim merak ettiğim en yüksek sıcaklık noktası. -273 derecedeki bir maddenin molekülleri hareketsizdir. Bu maddeye ısı verelim, moleküller titreme hareketi yapacak, hareketlenmeye başlayacak. Isıyı arttıralım. Her hal değişiminde moleküllerin hızları sürekli artacak, öyle değil mi? Bu madde en son gaz halindeydi. Sürekli ısı vermeye devam edelim. Herhalde bu artış sonsuza doğru sürecek değil. Ben şöyle düşünüyorum: Einstein'ın teorisine göre hiç bir madde ışıktan daha hızlı gidemez. O halde bu moleküllerin hızları 300,000 km/sn'yi geçemeyecek. Yani en üst sıcaklık noktası belirmektedir. Ya sizce?
Bir maddenin sıcaklığı moleküllerinin hızından çok sahip oldukları ortalama
enerjiyle ilgili olduğu için bu sorunun yanıtı hayır. Maddeyi ısıtmaya devam
ettiğiniz sürece sıcaklığı artacaktır.

Bu anlamda bir cismin hızının ışık hızı ile sınırlı olması oldukça aldatıcı.
Konuyu görelilik kuramının bize kazandırdığı kütle ile enerjinin eşdeğerliliği
kavramıyla daha iyi anlamak mümkün. Ünlü E=mc2 formülü kütle ve enerji ölçümlerinin
arasındaki ilişkiyi veriyor. Böylece, örneğin bir gram suyu bir derece ısıttığınızda
enerjisinin 1 kalori arttığını söyleyebileceğiniz gibi, kütlesinin de 4.7x10-17
kg arttığını söyleyebilirsiniz.

Bir cismi hızlandırmak için cisme vermek zorunda kaldığımız enerji için de aynı
şey geçerli. Kinetik enerji olarak adlandırılan bu enerji türünün de bir kütlesi
olduğundan, cisim hızlandıkça kütlesi de artar. Bu nokta çok önemli. Çünkü kütle,
eylemsizliğin, yani hareketteki değişimlere karşı cisimlerin direncinin bir
ölçüsü. Öyleyse, görelilik kuramına göre hareketli bir cismi hızlandırmak için
daha fazla enerji harcamalıyız: Hem cismin orijinal kütlesi için hem de yeniden
hızlandırmadan önce var olan kinetik enerjinin kütle eşdeğeri için.

Olayı biraz daha netleştirmek için bir oyuna benzetme yapabiliriz (en azından
deneyebiliriz). Elinizde bir çuvalla, bol çakıllı geniş bir alanda bulunuyorsunuz.
Oyunun tek kuralı, her adım attığınızda yerden bir çakıl alıp çuvala atmak.
Doğal olarak taşıdığınız yük arttıkça adım atmanız zorlaşıyor ve adım boyunuz
küçülüyor. Soru şu: istediğiniz kadar uzağa gidebilir misiniz? Eğer çok uzakta
bir noktayı hedef olarak seçmişseniz oraya kadar gitmeniz mümkün olmayabilir.
Bir süre sonra yükünüz o kadar ağırlaşır ki ,adım atmanız ya da çuvalı sürüklemeniz
imkansızlaşabilir. Kısacası bu oyunda gidebileceğiniz maksimum uzaklık kendiliğinden
ortaya çıkıyor. Buna rağmen çuvalı istediğiniz kadar doldurabilir misiniz? Eğer
çuvalınız yeteri kadar büyükse ,bu soruya yanıt evet olacaktır. Yani mesafe için
bir sınır olmasına karşın ,yük için bir sınır yok.
                                        


Parçacık hızlandırma oyunu, yukarıdaki oyuna (tamamen olmasa bile) oldukça benziyor.
Sonuçta ulaşamayacağınız bir en yüksek hız, ışık hızı, ortaya çıkıyor. Bu hıza
istediğiniz kadar yaklaşabilirsiniz ama ulaşmanız ve geçmeniz mümkün değil.
Üstelik taşınan çakıllara benzetebileceğimiz enerjiyi istediğiniz kadar artırabilirsiniz.
Işık hızına erişmeniz sonsuz enerji gerektirdiği için, evrende de büyük olasılıkla
sonlu miktarda enerji (kütle) olduğu için ,pratikte ve kuramda mümkün değil.

Modern parçacık hızlandırıcılar yukarıdaki oyuna oldukça benzer bir şekilde
çalışıyorlar. Örneğin protonları hızlandırmak için, parçacıklar bir elektrik
geriliminin yaratıldığı bir bölgeden geçiriliyor. Protonlar 1 voltluk bir gerilim
farkını atlamak zorunda bırakılırsa enerjileri 1 eV (elektron volt) artar. Bu
sonuç protonun hızına bağlı değil. Eğer protonları döndürüp dolaştırıp aynı
bölgeden defalarca geçirebilirseniz, enerjilerini istediğiniz kadar artırabilirsiniz.

Örneğin, Fermilab'daki Tevatron'dan çıkan protonlar 800 GeV'luk inanılmaz bir
enerjiye sahipler (GeV=giga eV=109 eV). Bu 0.983 GeV olan protonun durağan kütlesinin
(enerjisinin) 850 katı kadar! Bu durumda protonların hızı ışık hızının %99.99993'üne
eşit. Bu kadar hızlı protonları daha da hızlandırmak mümkün. CERN'de 2005 yılında
tamamlanması planlanan 'Büyük Hadron Çarpıştırıcısı' (Large Hadron Collider,
LHC) 14 TeV'luk protonlar üretecek (TeV=tera eV=1012 eV). Bu Fermilab'dakilerden
yaklaşık 17 kat fazla bir enerji demek. Çıkan protonların hızıysa ışık hızının
%99.9999997'sine eşit olacak.

Bu kadar büyük enerji farkı olduğu durumda hızların birbirlerine çok yakın görünmesinin
ne kadar aldatıcı olduğunu bir örnekle daha iyi anlayabiliriz. Bu hızlandırıcılardan
çıkan protonları uygun bir kapta topladığınızı varsayalım. Elinizde bir Fermilab
kabı bir de CERN kabı olsun. Hangi kaptaki proton gazının daha sıcak olduğunu
anlamak için klasik bir yöntemi denemeye karar verdiniz: Bir elinizi bir kaba,
diğer elinizi diğer kaba soktunuz. Hangi eliniz daha çok yanar?

Yanma, bir başka ifadeyle vücudunuzun kimyasal maddesindeki hasar, protonların
size enerjilerinin ne kadarını aktardıklarıyla doğru orantılıdır. Yani daha
fazla enerjisi olan protonlar elinizi daha çok yakacaktır. Hatta, elinizin protonları
tamamen soğurduğunu düşünürsek, CERN'den gelen kaptaki protonların Fermilab'dan
gelenlere oranla 17 kat daha fazla yaktığını da söylemek mümkün. Uzun lafın
kısası, hızın önemi yok, CERN kabı çok daha sıcak.

Bu kadar yüksek enerjiye sahip protonlar normalde 1015 derece sıcaklığında ortaya
çıkabilirler. Bu sıcaklık derecesi ve hatta daha yüksek sıcaklıklar evrenimizi
meydana getiren büyük patlamanın ilk anlarında oluşmuştu. Zaten, hızlandırıcılarla
bu kadar yüksek enerjilere ulaşılmasının bir amacı da büyük patlamanın bu evresinde
neler olup bittiğinin ve günümüz evrenini nasıl etkilediğinin anlaşılması.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mıknatıs, demir, kobalt vb. metalleri neden çekmektedir? Ayrıca, mıknatısın çekim etkisinin, çok yüksek sıcaklıklarda erimiş haldeki bu tür metallere karşı zayıfladığı (hatta yok olduğu) söylenmektedir. Neden? Erimiş haldeki bu tür metallerin mıknatıs tarafından çekilebilmesi için ne yapmak lazım? (Mesela , mıknatısın gücünü arttırmak veya erimiş haldeki bu metallere elektron bombardımanı uygulamak çözüm olabilir mi?)
Maddelerin manyetik özellikleri o kadar karışık bir konu ki, birinci sorudaki
"neden" çok uzun bir yanıt gerektiriyor. Burada soruyu "bir mıknatıs
neleri çeker?" olarak değiştirip aşağıdaki açıklamalarda mümkün olduğu
kadar, mıknatıslığa neden olan mikroskobik mekanizmalardan bahsetmemeyi uygun
bulduk.
Demirle mıknatıslık arasındaki bağlantı iyi bilinir. Bu nedenle mıknatıslık
özelliği gösteren maddelere "demire benzer manyetik özellikleri olan"
anlamında "ferromanyet" deniyor. Bilinen ferromanyetler arasında tek bir elementten
oluşan demir, nikel, kobalt ve gadolinyum metalleri ve iki ya da daha fazla
elementten oluşan yüzlerce bileşik madde var. Bunlar arasında manyetit, Fe3O4,
en iyi bilineni. Ferromanyetlerde manyetik alan, atomların içindeki elektronların
çekirdek etrafında ve kendi etraflarında dönmeleri sonucu oluşur. Bu maddelerin
paralel doğrultuda yönelmiş atomik mıknatısların birleşmesinden oluştuğunu düşünebiliriz.
Demirden yapılmış bir mıknatısla, yine demirden yapılmış ama mıknatıslık özelliği
olmayan bir çivi arasında atomik ölçekte herhangi bir fark yok. Çivinin manyetik
özelliğini gizleyen şey, bu maddenin binlerce küçük manyetik bölgeye bölünmüş
olması. Her bir bölge mıknatıslık doğrultusu aynı yönde olan atomlardan oluşuyor
ve bölgenin bildiğimiz anlamda bir mıknatıstan farkı yok. Fakat her bölgenin
yarattığı manyetik alan, diğer bölgelerin yarattığı alanlar tarafından zayıflatıldığı
için, çivinin dışarısında gözlemlenebilir bir manyetik alan oluşamıyor. Bir
mıknatısın bu çividen farkı, ya tek bir bölgeden oluşması ya da bir doğrultudaki
bölgelerin hacminin diğerlerinden fazla olması. Bu sayede dışarıda net bir manyetik
alan oluşabiliyor.
Mıknatıslanmamış bir çivi bir manyetik alan içine konduğunda, manyetik bölgeler
bu alandan etkilenir. Doğrultusu manyetik alanla aynı yönde olan bölgeler genişleyerek
büyür, zıt yönde olan bölgeler de daralırlar. Bazı bölgelerin doğrultularında
hafif dönmeler de olur. Bunun sonucunda çivi manyetik alanla aynı yönde olan
geçici bir mıknatıslık kazanır. Geçici, çünkü dışarıdan uygulanan manyetik alan
çekildiğinde bölgeler genellikle eski hallerine dönerler. Bazen bölge sınırları
rahatça hareket edemediği için değişim kalıcı da olabilir. Uzun süre bir mıknatısla
temasta bulunan bir çivinin, mıknatıs çekildiğinde hafifçe mıknatıslık özelliği
kazandığını bilirsiniz. Bölge sınırlarının serbestçe hareket edememesinden kaynaklanan
bu olaya "histerezis" deniyor.
Bu geçici mıknatıslığın doğrultusu manyetik alana paraleldir. Örneğin, eğer
mıknatısın kuzey kutbu çiviye daha yakınsa, çivinin mıknatısa yakın kısmı güney,
uzak kısmı da kuzey kutbuna sahip olur. Zıt kutuplar birbirlerini çektikleri
için, bu durumda çivi mıknatısa doğru çekilir.

Şimdi arkadaşımızın birinci sorusunu yanıtlayabiliriz: Mıknatıslar sadece mıknatısları
çekerler. Yani sadece ferromanyet olup, bölgelere bölündüğü için net bir mıknatıslığı
olmayan (bir başka deyişle "gizli" mıknatıslığı olan) maddeler, yukarıda
açıkladığımız mekanizmayla manyetik alanlar tarafından çekilirler.


Bir ferromanyet ısıtıldığında, Curie noktası olarak adlandırılan bir sıcaklıkta
ve üzerinde manyetik özelliğini kaybeder ve tamamen normal bir maddeye dönüşür.
Saf demirin Curie noktası 770 °C'dir. Bu sıcaklığın üzerinde bir demir parçası
ne bir mıknatıs olabilir, ne de bir mıknatıs tarafından çekilebilir. Curie noktasındaki
değişim atomik mıknatısların paralel doğrultuda yönelebilme yeteneklerini kaybetmelerinden
kaynaklanıyor. Bu değişimin erimeyle herhangi bir ilgisi yok. Örneğin demir
1538 °C'de erir. Bir uç örnek vermek gerekirse, Disprosyum metali -185 °C'de,
oda sıcaklığının çok altında, mıknatıslığını kaybeder ve 1411 °C'de erir.
Son olarak, ısıtıldığı için mıknatıslığını kaybeden ve artık manyetik alanlar
tarafından çekilmeyen maddeleri çekmek için ne yapabiliriz? Burada en garanti
çözüm ,çok güçlü bir manyetik alan uygulamak olacak. Çünkü bütün maddeler, ferromanyet
olsun ya da olmasın, manyetik alanlardan etkilenirler. Normal maddelerde bu
etki çok zayıf olduğu için, evinizde kullandığınız mıknatıslarla etkiyi hissedebilmeniz
olanaksız. Ancak büyük laboratuarlarda bulunan güçlü elektromıknatıslarla bu
kuvveti gözlemlemek mümkün.
Maddeler kabaca üçe ayrılabilir: ferromanyetler, paramanyetler ve diamanyetler.
Paramanyetler, tıpkı ferromanyetler gibi üzerlerine uygulanan manyetik alanla
aynı doğrultuda, fakat çok zayıf bir biçimde, mıknatıslanırlar. Diamanyetler
de tam ters yönde. Bu nedenle, mıknatıslar paramanyetleri çeker ve diamanyetleri
iter. Normalde ferromanyet olan maddeler, Curie noktasının üzerinde paramanyetiktir.
Yani, çok sıcak bir demir parçasını, hatta erimiş demiri bile güçlü bir mıknatısla
çekmek mümkün.
Diamanyetik maddelere en iyi örnek bildiğimiz su ve canlı maddeler. Diamanyetik
maddenin en ilginç özelliği, mıknatıslar tarafından boşlukta sabit tutulabilmeleri.
Fotoğrafta Hollanda'daki Nijmegen üniversitesinde gerçekleştirilen, zıt yönde
etkiyen yerçekimi ve manyetik kuvvetlerle havada dengede durabilen küçük bir
kurbağa gösteriliyor. Detayları ve aynı deneyin daha değişik diamanyetler için
nasıl yapıldığını görmek istiyorsanız
Bir yıldızın karadeliğe dönüşebilmesi için kütlesinin belli bir limitin üzerinde olması lazım. Ama bir karadeliğin olay ufkuna sahip olması için (teoride) kütlesinin belli bir limit üzerinde olmasına gerek yok. Örneğin bir kalemi bile yeterince sıkıştırabilirsek bir karadelik elde edebiliriz. Burada önemli olan kütlenin değil yoğunluğun belli bir sınırın üzerine çıkması.Sorum şu: Bir atomun kütlesinin, atomun hacmine oranla çok küçük bir alanda, çekirdekte toplandığını biliyoruz. Acaba atom çekirdeğinin, ondan da öte proton ve nötronların her birinin kendi olay ufkuna sahip olacak yoğunlukları yok mu? Eğer varsa çekirdek içi kuvvetler bununla alakalı olabilir mi?
Yukarıdakilere bir de temel parçacıkların noktasal olduklarının varsayıldığını
eklersek, herhalde sorun biraz daha belirginleşir. Eğer temel parçacıklar, kütlenin
tek bir noktada toplandığı sonsuz yoğunluklu maddeler iseler hepsi birer karadelik
olmalı.

Noktasal parçacıklar varsayımı üzerinde durmak için yeterli yerimiz yok. Sadece,
parçacıkların gerçekten noktasal olup olmadıklarını deneysel olarak sınamanın
mümkün olmadığını, buna karşın parçacıkların bir büyüklüğü olduğu konusunda
da yeterli deneysel veri olmadığını ekleyelim. Normalde atom çekirdeğinin kapladığı
hacim olarak bildiğimiz bölge, aslında çekirdek içindeki, proton ve nötronların
yapı taşlarını oluşturan kuark ve diğer temel parçacıkların uyguladığı güçlü
kuvvetin etki mesafesinden doğuyor.

Gerçi, sicim kuramları temel parçacıkların noktasal olmayıp, ip gibi bir boyutlu
eğriler şeklinde olduğunu iddia etse de yukarıdaki soru bu kuramlar için de
geçerli. Eğer bütün temel parçacıklar noktasalsa, her biri gerçekten bir karadelik
oluşturur mu? Böyle bir şey oluyorsa bu olayın varlığını nasıl anlayabiliriz?
Ne yazık ki bu soruların yanıtları bilinmiyor. Çünkü yanıt ancak kütleçekim
kuvvetinin kuantum kuramıyla verilebilir. Fiziğin bu iki kuramını tek bir kuramda
birleştirme çabaları şimdiye kadar başarısız kaldı ve hâlâ parçacık fizikçilerini
meşgul eden önemli bir problem olma özelliğini koruyor.
ABD'de Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'nda ağır altın iyonlarının ışığınkine
yakın hızlarda çarpıştırılması sonucu oluşan parçacık yağmurunun kesit görüntüsü.
Çarpışma sonucu oluşacak bir karadeliğin Dünya'yı yutacağı biçiminde medyada
yer alan sansasyonel haberler, laboratuvar yetkililerince gülümsemeyle karşılanmıştı.
Nedeni, karadelik oluşması için çok daha yoğun enerjiler gerekmesi ve oluşsa
bile, böylesine küçük bir karadeliğin anında yokolması.

Fakat neler olabileceği konusunda bir fikir edinmemiz mümkün. Bunu da, kuantum
fiziğini büyük karadeliklere uygulamayı başararak, karadeliklerin aslında tam
kara olmadığını, dışarıya bir tür ışıma yayarak buharlaştığını keşfeden Stephen
Hawking'e borçluyuz. Buharlaşmanın neden kaynaklandığını kısaca hatırlamakta
yarar var. Kuantum fiziğine göre uzay boşluğu, özelliksiz bir boşluk değildir.
Aksine, boşlukta parçacık karşıt parçacık çiftleri kendiliğinden ortaya çıkarak,
kısa bir süre yaşadıktan sonra birbirlerini tekrar yok ederler. Hawking, bu
olaylar bir karadeliğin olay ufkunun çok yakınında olduğunda, çiftlerden birinin
soğurulduğunu, fakat diğerinin sonsuza kaçarak karadeliğin hafiflemesine neden
olduğunu gösterdi. Buharlaşma diye adlandırabileceğimiz bu olayın hızı sadece
karadeliğin kütlesine bağlı. Kolayca tahmin edilebileceği gibi, karadelik ne
kadar büyükse, buharlaşma da o kadar yavaş oluyor. Öyleyse, her karadelik yeteri
kadar bir süre sonra (eğer bu arada başka kütleler yutarak daha da büyümemişse)
buharlaşarak yok olacaktır.

Büyük yıldızların doğal evrimleri sonucu oluşmuş karadeliklerin yaşam süreleri
çok uzun: Evrenin bugünkü yaşından kat kat daha uzun. Fakat aynı şeyi daha küçük
kütleli karadelikler için söylemek mümkün değil, çünkü bir karadeliğin yaşam
süresi kütlesinin küpüyle ters orantılı. Eğer 10 gramlık bir kurşun kalemi sıkıştırıp
bir karadelik elde etmek mümkün olsaydı, (kalemi çekirdeğin çapından 10 katrilyon
kat daha küçük bir bölgeye sıkıştırabilseydik) bu karadelik 10-22 saniye içinde
buharlaşarak yok olurdu. Aslında bu kadar kısa sürede olan buharlaşmayı "patlama"
olarak adlandırmak daha doğru. Yani küçük karadelikler, daha çevresindeki maddeyi
yutarak büyümeye zaman bulamadan patlayacaklardır.

Proton kütlesindeki bir parçacık için bu buharlaşma süresi çok çok daha küçük.
Fakat daha temel parçacıklar ölçeğine inmeden Hawking'in sonuçları geçerliliğini
kaybeder. Bunun da nedeni kısaca şu: Karadelik küçüldükçe, buharlaşma daha hızlı
oluyor, yani kütle ve enerjisini daha hızlı kaybediyordu. Bu, bir saniye içinde
karadelikten ayrılan ışınımdaki parçacıkların ortalama sayısının ve ortalama
enerjisinin daha fazla olması anlamına geliyor. Karadeliğin kütlesi 10 mikrogram
seviyesine indiğinde, kaçan parçacıkların ortalama kütlesi de 10 mikrogram büyüklüğüne
erişiyor. Bu tip kütlelerde geride kalanın mı yoksa kaçan her bir parçacığın
mı asıl karadelik olduğunu söylemek zor. Bu nedenle daha küçük kütleler için
olayın fiziğinde önemli bir değişiklik var ve parçacık fizikçilerinin aydınlatmaya
çalıştığı asıl alan burası. Daha küçük karadelikler için belki hâlâ niteliksel
olarak bir buharlaşmadan söz edilebilir, ama Hawking'in sonuçlarının buraya
uygulanması zor.

Tekrar temel parçacıklara dönersek: olayın fiziğinde büyük bir değişim olduğundan
dolayı parçacıklar bildiğimiz anlamda karadelik özellikleri taşıyamazlar. Problemin
nereden kaynaklandığı belli: Parçacık kütleleri ölçeğinde bir karadelik olsa
bile bu karadeliğin diğer kütleleri yutarak büyümesi imkansız.

Bunun dışında, kütle küçüldükçe olay ufkunun da küçüldüğünü, ve parçacıklar
için olay ufkunun bildiğimiz tüm uzunluk ölçeklerinden küçük olduğunu ekleyelim
(10-54 metre). Hiç bir hızlandırıcıda parçacıkların bu kadar yakın olması sağlanamadığı
için bu mesafelerde kütleçekim yasasının hangi formda olduğunu henüz bilmiyoruz.

Yukarıda bu soruya yanıtımızın neden "bilmiyoruz" şeklinde olduğunu
açıklamaya çalıştık. Şu anda elimizden ne yazık ki bu geliyor. Bu soruya verilecek
ilk yanıt büyük bir olasılıkla kuramsal alandan gelecek ve bir olasılıkla kütleçekim
kuvvetinin doğanın diğer üç kuvvetiyle ilgisi de bu arada ortaya çıkacaktır.



 
SAAT KAÇ?
 
Reklam
 
KOMİK BİLMECELER
 
ÖĞRETMENLER BURAYA
 
YAZIYOR YAZIYOR!!!
 
İSMİNİZ NE ANLAMA GELİYOR
 
İsim Sözlüğü

 

=> Sen de ücretsiz bir internet sitesi kurmak ister misin? O zaman burayı tıkla! <=
EMRAH TOSUNOĞLU