20. yy. a Başlarken. Mekanik teori çok güçlü. Pozitivist ve determinist düşünce. Bilimde son sınırlara ulaşıldığı düşüncesi

Transkript

1

2 20. yy. a Başlarken Mekanik teori çok güçlü. Pozitivist ve determinist düşünce Bilimde son sınırlara ulaşıldığı düşüncesi Artık amaç sadece detaylarda ve hassaslıkta derinleşmek Fizikte artık yapılacak bir şey kalmamıştır, ilerlemeye açık başka bir bilim dalı seçsen daha iyi olur. (Fizik Bölümüne Başvuran Planck a Hocası Helmholtz)

3 20. yy. a Başlarken Fakat, mekanik teori fizikteki bazı yeni gelişmelere cevap veremiyor. Işığın Doğası Kuantum Teorisi Görelilik Teorisi

4 Işığın Doğası: Dalga mı? Parçacık mı? 20. yy a girerken Parçacık kuramı önemli darbeler almış Thomas Young ve girişim deneyleri Dalga kuramı daha yaygınlaşmış durumda Fakat iki taraf için de hala net bir zafer yok. Esir ortamının varlığı? Michelson ve Morley Deneyi (1887)

5 Max Planck ( ) Alman fizikçi ve 1918 Nobel Fizik ödülü sahibi Siyah cisim ışıması

6 Albert Einstein ( ) Modern fiziğin öncülerinden Teorik fizikte çığır açan çalışmalar:

7 Fotoelektrik Olayı Klasik Fizik: Koparılan elektronların hızı ışık şiddeti ile doğru orantılıdır. Einstein ın deneysel sonuçlarına göre metalden kopan elektronların Sayısı gelen ışık şiddeti ile doğru orantılı, fakat Hızları gelen ışık şiddetinden bağımsız Metalden koparılan elektronların hızı gelen ışığın frekansı ile doğru orantılı Einstein, Planck ın ışıma için kullandığı kuanta kavramını 1905 te ışık için kullandı.

8 Görelilik Kuramı Zaman, hareket, uzay ve ışık hakkında ileri matematiksel yöntemlerle dayalı teorik açıklamalar İki aşamalı I. 1905: Özel Görelilik II. 1916: Genel Görelilik İvmeli sistemler Işık hızı tüm referans sistemleri için sabit ve üst sınır Teoride esir maddesine yer vermedi. Deneysel bulgularla desteklendikçe bilim tarihinin en ünlü teorilerinden biri haline geldi.

9 Görelilik Teorisinin Sonuçları 1. Uzunluğun Göreliliği 2. Kütlenin Göreliliği 3. Kütle-Enerji Eşdeğerliği (E=mc 2 )

10 Görelilik Teorisinin Sonuçları 4. Hızların Göreliliği Klasik fizikte geçerli Göreli fizikte elektromanyetik dalgalar için geçerli değil. 5. Zamanın Göreliliği Birbirlerine göre hareket eden iki gözlemci için zaman farklı hızlarda akar.

11 Kütle Çekimi, Işık ve Zaman Görelilik teorisine göre, kütle çekimi uzayın geometrik yapısının bir özelliğidir. Uzaydaki büyük bir kütlenin güçlü çekim alanı uzayın geometrik yapısını değiştirir. Çekim alanı olmadığında doğrusal yol izleyen ışık, bu kütle yakınından geçerken bükülür. Işık, kütleli bir tanecik gibi yerçekiminden etkilenir. Arthur Eddington ( ) Güneş tutulması gözlemi (1919)

12 Görelilik ve Kuantum Teorisi Sonrası Işık, foton adlı enerji paketlerinden oluşur. Klasik fizik ancak belli hız ve büyüklük limitlerinde geçerlidir. Determinist klasik fiziğe karşı kuantum fiziği olasılık üzerine bina edilmiştir. Hiçbir olasılık tam olarak 0 veya 1 değil.

13 Madam Curie ( ) Polonyalı ama bilim hayatı Fransa da Eşi Pierre Curie ( ) Hocası Antoine Becquerel ( ) 1896: Radyoaktivitenin Keşfi Pierre Curie ile birlikte Radyoloji nin kurucusu Bir element radyoaktif işlemlerle diğer bir elemente dönüşebilir. Nobel Fizik (1903) ve Kimya (1911) Ödülü

14 Atomaltı Parçacıklar 1930 larda atomun temel parçacıklarına ulaşıldığı sanılıyordu. Elektron, proton ve nötron 1932 de çekirdek parçalandıktan sonra yeni keşifler ardarda geldi. Nükleer fiziğin modern çağı Lisa Meitner ( ):

15 Atomun Yapısı ve Atomaltı Parçacıklar 1887: Elektronun keşfi (Thomson, ) 1906 Nobel Fizik Ödülü Thomson Atom Modeli 1908: Robert Milikan ( ), yağ damlası deneyi ile elektronun yükünü 1, C ve e/m oranı kullanılarak m e = 9, kg m e = m p /1840

16 Atomun Yapısı ve Atomaltı Parçacıklar 1910: Protonun keşfi (Ernest Rutherford, ) Rutherford Atom Modeli 1908 Nobel Kimya Ödülü 1932: Nötronun keşfi (James Chadwick, ) 1935 Nobel Fizik Ödülü

17 Atomaltı Parçacıklar Pozitron: Anti elektron Piyon (1950 ler): Proton ve nötronları bir arada tutan yapılar Hadron (1950 ler): Nükleer güç sağlayan parçacıklar Kuark (1960 lar): Hadronları bir arada tutan yapılar itibari ile 6 tür kuark keşfedildi. Proton Kuark Gluon: Kuarklar arasında güçlü kuvvet taşıyan haberci parçacıklar

18 Atomaltı Parçacıklar Acaba, maddenin temel parçacıkları (arkhe) kuarklar mı? Atomaltı parçacıklar için günümüzde farklı varsayımlar vardır 1. Temel bir parçacık vardır ve madde bu temel parçacıktan oluşmuştur 2. Hiçbir parçacık temel değildir, her parçacık daha küçük parçacıklardan oluşmuştur Dünyalar İçinde Dünyalar Varsayımı

19 21. yy a Başlarken Dünya Eski çağlara göre halkın büyük çoğunluğu eğitim alıyor ve bilimsel çalışmalara katılabiliyor. Dünya nüfusunda önemli artış 1900: 1 milyar 2000: 6,5 milyar Demokrasi yoluyla halkın yönetime katılımı Sosyal yapıda değişmeler 1995: İnternet Gelişen bilim acaba gelecekte neler getirecek?