Fizik nedir, fiziğin alt dalları nelerdir, fizik nasıl çalışır, fizik biliminin temel amacı nedir gibi konuları fizik bilimine giriş diyebileceğimiz bir seviyeden alıp detaylıca inceleyeceğiz.

Madde ve enerjinin doğası ve özellikleriyle ilgilenen bilim dalı. Fiziğin konusu, mekanik, ısı, ışık ve diğer radyasyon, ses, elektrik, manyetizma ve atomların yapısını içerir.

Oxford İngilizce Sözlüğü’nde “Fizik” Tanımı

Fizik nedir sorusunu kısaca cevaplayacak olsaydık Oxford’un bu tanımını kullanırdık. Bu tanımın gösterdiği şey, fiziğin madde ve enerjinin özelliklerini ve aralarındaki ilişkiyi ele alan bir bilim dalı olduğudur. Aynı zamanda maddi dünyayı ve evrenin doğal olaylarını açıklamaya çalışır.

Fiziğin kapsamı çok geniştir. Yalnızca en ince atom parçacıklarıyla değil, aynı zamanda galaksi, samanyolu, güneş ve ay tutulmaları ve daha fazlası gibi doğal fenomenlerle de ilgilenir. Fiziğin bir bilim dalı olduğu doğru olmakla birlikte, fizik alanında pek çok alt dal bulunmaktadır. Bu yazıda, her birini derinlemesine inceleyeceğiz.

Fiziğin Dalları Nelerdir?

Bilim ve teknoloji ilerledikçe filizlenen daha çok dal varken, genel olarak 11 fizik dalı vardır. Bunlar aşağıdaki gibidir.

Fizik Dalları

1. Klasik fizik
2. Modern fizik
3. Nükleer Fizik
4. Atom fiziği
5. Jeofizik
6. Biyofizik
7. Mekanik Fizik
8. Akustik Fizik
9. Optik
10. Termodinamik
11. Astrofizik

Bu dalların her birini derinlemesine keşfetmek için okumaya devam edin.

1. Klasik Fizik

Bu fizik dalı, sırasıyla Sir Isaac Newton ve James Clark Maxwell’in kinetik teorisinde ve termodinamikte ana hatlarıyla belirtildiği gibi, esas olarak hareket nedir gibi sorulara cevap verirken yerçekimi yasalarıyla ilgilenir. Bu fizik dalı daha çok madde ve enerji ile ilgilenir. Genellikle 1900’den önceki fizik klasik fizik olarak kabul edilirken, 1900’den sonra gelen fizik modern fizik olarak kabul edilir.

Klasik fizikte enerji ve madde ayrı varlıklar olarak kabul edilir. Akustik, optik, klasik mekanik ve elektromanyetik geleneksel olarak klasik fizik içindeki dallardır. Dahası, modern fizikte geçersiz sayılan herhangi bir fizik teorisi, otomatik olarak klasik fiziğin alanına girer.

Newton Yasaları klasik fiziğin temel özelliklerinden biri olduğu için inceleyelim.

Fiziğin Üç Yasası Nedir?

Yaygın olarak atıfta bulunulan üç fizik yasası, resmi olarak Newton’un hareket yasaları olarak bilinir. Klasik mekaniğin temeli olarak kabul edilirler. Newton yasaları, kuvvetlerin etki edebileceği ve diğer cisimler üzerinde kuvvet uygulayabileceği bir cismin hareketini tanımlar.

Bedenlerden bahsettiğimizde, gerçek insan bedenlerinden değil (insan bedenleri bu tanıma dahil edilebilmesine rağmen), üzerinde bir kuvvetin etki edebileceği herhangi bir maddeden bahsediyoruz. Newton’un üç yasası aşağıda özetlenmiştir.

Newton’un Hareket Yasaları Nedir (Üç Fizik Yasası)

1. Newton’un Birinci Hareket Yasası (Eylemsizlik Yasası): Bir cisim, bir kuvvet uygulanmadıkça düz bir çizgi üzerinde hareketsiz veya düzgün hareket halinde kalır.
2. Newton’un İkinci Hareket Yasası (Kuvvet = Kütle x İvme): Bir cismin momentum değişim hızı, ona neden olan kuvvetle orantılıdır.
3. Newton’un Üçüncü Hareket Yasası (Etki = Tepki): Bir cisme başka bir cisim nedeniyle bir kuvvet etki ettiğinde, o cisme aynı anda eşit ve zıt bir kuvvet etki eder.

2. Modern Fizik Nedir

Modern fizik, esas olarak görelilik teorisi ve kuantum mekaniği ile ilgilenen bir fizik dalıdır.

Albert Einstein ve Max Plank, sırasıyla görelilik teorisini ve kuantum mekaniğini tanıtan ilk bilim adamları olarak modern fiziğin öncüleriydi.

Modern fizikte enerji ve madde ayrı frekans olarak kabul edilmez. Aksine, birbirlerinin farklı biçimleri olarak kabul edilirler.

Modern Fiziğin İki Sütunu Nedir?

Modern fiziğin iki sütunu aşağıdaki gibidir.

1. Albert Einstein’ın görelilik teorisi
2. Max Plank’ın kuantum teorisi.

Görelilik Teorisi Nedir? Zaman Nedir?

Albert Einstein’ın görelilik teorisi çağdaş çağın en önemli keşiflerinden biridir ve fizik kanunlarının hızlanmayan tüm gözlemciler için aynı olduğunu belirtir. Bu keşfin bir sonucu olarak Einstein, uzay ve zamanın uzay-zaman olarak bilinen tek bir süreklilikte iç içe geçtiğini doğrulayabildi. Bu nedenle, bir gözlemci için aynı anda meydana gelen olaylar, başka bir gözlemci için farklı zamanlarda meydana gelebilir.

Einstein’ın görelilik teorisi aşağıdaki formülde özetlenmiştir:

E = mc²

Bu denklemde “E” enerjiyi, “m” kütleyi ve “c” ışık hızını temsil eder.

Enerji nedir, E = mc² ne anlama gelir gibi soruları Einstein’ın ağzından dinleyin.

Kuantum Teorisi Nedir?

Max Plank tarafından 1900’de keşfedilen kuantum teorisi, maddenin ve enerjinin doğasını ve davranışını atomik ve atom altı seviyede açıklayan modern fiziğin teorik temelidir. Bu seviyedeki madde ve enerjinin doğası ve davranışı bazen kuantum fiziği ve kuantum mekaniği olarak adlandırılır.

Plank, enerjinin sabit bir elektromanyetik dalga olarak değil, maddenin yaptığı gibi tek tek birimlerde de var olduğunu keşfetti. Böylece enerji ölçülebilirdi. Quanta olarak adlandırılan bu birimlerin varlığı, Plank’ın kuantum teorisinin temelini oluşturur.

3. Nükleer Fizik Nedir

Nükleer fizik, atom çekirdeğinin bileşenleri, yapısı, davranışı ve etkileşimleri ile ilgilenen bir fizik dalıdır. Bu fizik dalı, atomu elektronları dahil bir bütün olarak inceleyen atom fiziği ile karıştırılmamalıdır.

Microsoft Encarta ansiklopedisine göre, nükleer fizik şu şekilde tanımlanır:

“Atom çekirdeğinin yapısının, kuvvetlerinin ve davranışının incelendiği fizik dalı.”

Modern çağda nükleer fizik, kapsamı içinde çok genişlemiş ve birçok alanda uygulanmıştır. Enerji üretimi, nükleer silahlar, ilaçlar, manyetik rezonans, görüntüleme, endüstriyel ve tarımsal izotoplar ve daha fazlasında kullanılır.

Nükleer Fiziği Kim Keşfetti?

Atom fiziğinden ayrı bir alan olarak nükleer fiziğin tarihi, 1896’da Henri Becquerel tarafından radyoaktivitenin keşfedilmesiyle başlar. Elektronun bir yıl sonra keşfi atomun bir iç yapıya sahip olduğunu gösterdi.

Bununla birlikte atomların çekirdeği üzerinde çalışmalar başladı, böylece nükleer fizik doğdu.

4. Atom Fiziği Nedir

Atom fiziği, çekirdek dışında atomun bileşimi ile ilgilenen bir fizik dalıdır. Esas olarak çekirdeğin etrafındaki kabuklardaki elektronların düzenlenmesi ve davranışı ile ilgilidir. Bu nedenle atom fiziği çoğunlukla elektronları, iyonları ve nötr atomları inceler.

Atom fiziğine doğru atılan ilk adımlardan biri, tüm maddenin atomlardan oluştuğunu kabul etmekti. Atom fiziğinin gerçek başlangıcı, spektral çizgilerin keşfi ve bunları açıklama girişimi ile işaretlenmiştir. Bu, atomların yapısına ve nasıl davrandıklarına dair tamamen yeni bir anlayışla sonuçlandı.

5. Jeofizik Nedir

Jeofizik, Dünya’nın incelenmesi ile ilgilenen bir fizik dalıdır. Esas olarak Dünya’nın şekli, yapısı ve bileşimi ile ilgilenir, ancak jeofizikçiler aynı zamanda yerçekimi kuvveti, manyetik alanlar, depremler, magma ve daha fazlasını da inceler.

Jeofizik yalnızca 19. yüzyılda ayrı bir disiplin olarak kabul edildi, ancak kökenleri eski zamanlara kadar uzanıyor. İlk manyetik pusulalar,

Tüm bu keşifler şu şekilde tanımlanan jeofizik alanına dahil edilebilir:

“Dünya’nın ve çevresindeki uzay ortamının fiziksel süreçleri ve fiziksel özellikleriyle ve bunların analizlerinde nicel yöntemlerin kullanımıyla ilgili bir doğa bilimi.”

6. Biyofizik Nedir

Microsoft Encarta ansiklopedisine göre biyofizik şu şekilde tanımlanır:

“Fiziğin ilke ve tekniklerini kullanarak biyolojik olayların ve sorunların disiplinlerarası incelenmesi.”

Biyofizik, fizikten türetilen teknikleri kullanarak canlı organizmalardaki biyolojik sorunları ve moleküllerin yapısını inceler. Biyofiziğin en çığır açan başarılarından biri, James Watson ve Francis Crick tarafından DNA yapısının (Deoksiribonükleik Asit) keşfidir.

7. Mekanik Fizik Nedir

Mekanik fizik, kuvvetlerin etkisi altındaki maddi nesnelerin hareketini ele alan bir fizik dalıdır.

Genellikle sadece mekanik olarak adlandırılan mekanik fizik iki ana dalın altına girer:

• Klasik mekanik
• Kuantum mekaniği

Klasik mekanik, fiziksel nesnelerin hareket yasaları ve harekete neden olan kuvvetlerle uğraşırken, kuantum mekaniği en küçük parçacıkların (yani elektronlar, nötronlar ve protonlar) davranışıyla ilgilenen fiziğin dalıdır.

Mekanik Fiziğin Alt Dalları Nelerdir?

Mekanik sekiz alt dala ayrılabilir. Bunlar aşağıdaki gibidir:

1. Uygulamalı mekanik
2. Gök mekaniği
3. Süreklilik mekaniği
4. Dinamikler
5. Kinematik
6. Kinetik
7. Statik
8. Istatistik mekaniği

8. Akustik Nedir

Akustik” kelimesi , “duymak” anlamına gelen Yunanca akouen kelimesinden türemiştir .

Dolayısıyla akustiği, sesin nasıl üretildiğini, iletildiğini, alındığını ve kontrol edildiğini inceleyen bir fizik dalı olarak tanımlayabiliriz. Akustik aynı zamanda seslerin çeşitli ortamlardaki (yani gaz, sıvı ve katılar) etkileriyle de ilgilenir.

9. Optik Fizik Nedir

Optik, elektromanyetik radyasyonu (örneğin ışık ve kızılötesi radyasyon), madde ile etkileşimlerini ve bu etkileşimler nedeniyle bilgi toplamak için kullanılan araçları inceleyen bir fizik dalıdır. Optik, görme çalışmalarını içerir.

Microsoft Encarta ansiklopedisi, optiği şu şekilde tanımlar:

“Işığın yayılması ve davranışı ile ilgilenen bir fizik bilimi dalı. Genel anlamda ışık, elektromanyetik spektrumun X ışınlarından mikrodalgalara uzanan ve görme hissini üreten ışıma enerjisini içeren bir parçasıdır. “

Optiği Kim Buldu?

Optik, eski Mısırlılar ve Mezopotamyalılar tarafından lenslerin yaratılmasıyla başladı. Bunu, eski Yunan filozofları tarafından geliştirilen ışık ve görüş teorileri ve Greko-Romen dünyasında geometrik optiklerin gelişimi izledi.

Optikle ilgili bu önceki çalışmalar klasik optik olarak bilinir. Dalga optiği ve kuantum optiği gibi 20. yüzyıldan sonra gelen çalışmalar modern optik olarak biliniyor.

10. Termodinamik Nedir

Termodinamik, ısı ve sıcaklık ve bunların enerji ve işle ilişkisini ele alan bir fizik dalıdır. Bu büyüklüklerin davranışı, termodinamiğin dört yasasına tabidir.

Termodinamiği Kim Keşfetti?

Termodinamik alanı, Fransa’nın Napolyon Savaşlarını kazanmasına yardımcı olabilecek anahtarın motor verimliliği olduğuna inanan Nicolas Léonard Sadi Carnot’un çalışmasından geliştirildi.

İskoç fizikçi Lord Kelvin termodinamiğin kısa ve öz bir tanımını yapan ilk kişiydi. Tanımı şöyle diyordu:

“Termo-dinamik, ısının cisimlerin bitişik kısımları arasında hareket eden kuvvetlerle ilişkisinin ve ısının elektriksel faille ilişkisinin konusudur.”

Termodinamiğin Dört Yasası Nelerdir?

Termodinamiğin dört yasası aşağıdaki gibidir.

• Termodinamiğin 0. (Sıfırıncı) Yasası: İki sistem üçüncü bir sistemle termal dengede ise, birbirleriyle termal denge içindedirler. Bu yasa, sıcaklık kavramının tanımlanmasına yardımcı olur.
• Termodinamiğin 1. (Birinci) Yasası: Enerji, iş olarak, ısı olarak veya maddeyle bir sisteme girdiğinde veya sistemden çıktığında, sistemin iç enerjisi enerjinin korunumu yasasına göre değişir. Aynı şekilde, birinci türden sürekli hareketli makineler (enerji girdisi olmadan iş üreten makineler) imkansızdır.
• Termodinamiğin 2. (İkinci) Yasası: Doğal bir termodinamik süreçte, etkileşen termodinamik sistemlerin entropilerinin toplamı artar. Aynı şekilde, ikinci türden sürekli hareketli makineler (termal enerjiyi kendiliğinden mekanik işe dönüştüren makineler) imkansızdır.
• Termodinamiğin 3. (Üçüncü) Yasası: Sıcaklık mutlak sıfıra yaklaştıkça bir sistemin entropisi sabit bir değere yaklaşır. Kristal olmayan katılar (camlar) haricinde, mutlak sıfırdaki bir sistemin entropisi tipik olarak sıfıra yakındır ve kuantum temel durumlarının ürününün doğal logaritmasına eşittir.

11. Astrofizik Nedir

Kelime “astrophysics” iki Latince türetilmiş bir deyişle bir kombinasyonudur: Astro , araçlar “yıldız” ve phisis, “doğal aracı.”

Bu nedenle, astrofizik, fizik yasalarını kullanarak evrenin (yani yıldızlar, galaksiler ve gezegenler) incelenmesiyle ilgilenen bir astronomi dalı olarak tanımlanabilir.

Astrofizikçi ve Gökbilimci Arasındaki Fark Nedir?

Teknik olarak konuşursak, gökbilimciler yalnızca gök cisimlerinin konumlarını ve özelliklerini ölçerken, astrofizikçiler astronomiyi anlamak için uygulama fiziğini kullanır.

Bununla birlikte, tüm gökbilimciler araştırmalarını yürütmek için fiziği kullandığından, terimler artık birbirinin yerine kullanılmaktadır.