Bilimsel Bilginin Oluşumu

Transkript

1 Madde ve Özkütle 2 YGS Fizik 1 YGS Fizik Fiziğin Doğası başlıklı hazırladığımız bu yazıda; bilimin yöntemleri, fiziğin alt dalları, ölçüm, birim, vektörel ve skaler büyüklüklerle birlikte fizik dünyası için önemli bilim adımlarının buluşlarını öğrenebilirsiniz. Fizik bilimi nedir? Fizik; madde ve enerji arasındaki ilişkileri deney ve gözlem yoluyla araştırarak evreni anlamaya çalışan temel bir bilim dalıdır. Bu bağlamda fiziğin amacı, doğayı ve evreni akılcı yoldan açıklamaktır. Bilinmesi Gerekenler: Madde: Kütlesi olan ve uzayda yer kaplayan her şeydir. Enerji: Bir sistemin iş yapabilme ve maddelerde değişiklik oluşturabilme yeteneğidir. Bilimsel Bilginin Oluşumu Bilimsel yöntem, araştırmalarda deneyle kanıtlamaya ve akıl yürütmeye dayalı bir çalışma biçimidir. Bilimsel yöntemde izlenmesi gereken adımlar şöyledir: Problemi ya da araştırma konusu belirleme, Konu ile ilgili gerekli verileri toplama, Hipotez veya hipotezler kurma, Değişkenleri belirleme, Hipotez için gerekli deneyleri belirleme, Deneyi gerçekleştirdikten sonra sonuçları kaydetme, Sonuç çıkarma Fiziğin Alt Dalları 1. Mekanik Kuvvet, hareket ve enerji ilişkilerini inceler. Kinematik ve dinamik olmak üzere iki alt dala ayrılır. 2. Elektromanyetizma Maddelerin elektriksel ve manyetik özelliklerini inceler. Elektromanyetik dalgalar bu alanın konusu içine girer. 3. Nükleer Fizik Atomun yapısını ve nükleer enerjinin incelendiği fizik dalıdır. Nükleer santraller için kurumsal bilgi üretir.

2 Madde ve Özkütle 2 YGS Fizik 2 4. Optik Işığın doğasını açıklamaya çalışan, ışıkla ilgili olayları ve ışığın madde ile etkileşimini inceleyen fizik dalıdır. 5. Yüksek Enerji ve Plazma Fiziği Yüksek enerjili parçacıklarının etkileşimini ve maddelerin plazma durumunu inceleyen modern fizik dalıdır. 6. Atom Fiziği Bu alanda maddenin atom ve molekül yapısı incelenir. Nanoteknoloji, bu dalda üretilen bilgileri kullanır. 7. Katı Hal Fiziği Maddenin katı haliyle ilgili mikro boyuttaki olayları inceler. Kristal yapı bu alanın konusudur. 8. Termodinamik Sıcaklık, ısı ve ısının madde ile olan ilişkisini inceler. Not: Termodinamik, mekanik ve manyetizma klasik fizik konularıdır. Diğer dallar ise modern fizik biliminin konusu içine girer. Fizikte modelleme ve matematik Fiziğin konuları arasında ısının iletimi, ışığın yansıması, elektrik akımının devreyi dolaşması gibi gözle görülemeyen fakat etkileri algılanan oluşumlar vardır. Bu gibi durum ve olayları daha rahat anlamak (somutlaştırmak) için bahsi geçen konu, bilinen ve tanınan varlık ya da olgulara benzetilir. Buna da modelleme denir. Fizikte matematik kullanımı Fizik için matematik bir anlatım biçimidir. Bilimsel bir iddianın sonucu matematikle ifade edilemiyorsa kesinlik taşımaz ve bilim çevreleri tarafından kabul edilmez. Fiziğin, matematikten yararlandığı alanları şu şekilde sıralayabiliriz. 1. Deney ve gözlemde toplanan verileri yorumlama 2. Deney sırasında gerekli sayısal işlemleri yapma 3. Deney ve gözlemin sonucunu matematiksel bir dille ifade etme

3 Madde ve Özkütle 2 YGS Fizik 3 Fizikte Ölçü, Birim ve Birim Sitemi Ölçme, bir büyüklüğü kendi cinsinden başka bir büyüklükle karşılaştırmaktır. Birim ise kişiden kişiye ve zamanla değişmeyen standart büyüklüktür demektir. Not: Fizikte ölçme yapmadan sadece deney ve gözlemlerle veri toplaması yapılamaz. Temel ve Türetilmiş Büyüklükler Yukarıda saymış olduğumuz fizik alt dallarının her birine ait özel ölçü birimleri bulunmaktadır. Bunlardan bir kısmı temel büyüklük bir kısmı ise türetilmiş büyüklüklerdir. Temel Büyüklükler: Temel büyüklükler uzunluk, kütle, sıcaklık, madde miktarı, akım, zaman ve ışık şiddetidir Uzunluk: Sembolü L, birimi metre Kütle: Sembolü M, birimi kilogram dır. Sıcaklık: Sembolü T, birimi Kelvin (K) Madde Miktarı: Sembolü A, birimi mol dür. Akım: Sembolü I, birimi amper (A) Zaman: Sembolü t, birimi saniyedir. Işık Şiddeti: Sembolü i, birimi Kandil (cd) Türetilmiş Büyüklükler: Türetilmiş büyüklükler hacim, hız, yüzey, kuvvet ve enerjidir Hacim: Sembolü V, birimi metreküp tür. (m 3 ) Hız: Sembolü v, birimi metre / saniye dir (m/s) Yüzey: Sembolü A, birimi metrekare (m 2 ) Kuvvet: Sembolü N birimi Newton (N) Enerji: Sembolü E, birimi joule (jul) dür. (j) Türetilmiş büyüklükleri hesaplamada kullanılan formüller Sürat = yol / zaman => Süratin birimi = Yolun birimi / Zamanın birimi = metre / saniye İş = Kuvvet.Yol Joule = Newton. metre

4 Madde ve Özkütle 2 YGS Fizik 4

5 Madde ve Özkütle 2 YGS Fizik 5 Skaler ve Vektörel Büyüklükler Fizikte büyüklükler skaler ve vektörel olmak üzere 2 ye ayrılır. Belirtirken yön gerektirmeyen, yalnızca bir sayı ve birimle ifade edilebilen büyüklüklere skaler büyüklük; sayı ve birimin yanında bir de yön belirten büyüklüklere ise vektörel büyüklük denir. Vektörel büyüklükleri kağıt üzerinde göstermek için bir ok kullanılır. Bu okun ucu, vektörel büyüklüğün yönünü; okun uzunluğu ise seçilen bir ölçeğe göre vektörel büyüklüğün sayısal değerini gösterir.

6 Madde ve Özkütle 2 YGS Fizik 6 Skaler ve Vektörel Büyüklükler Vektörel büyüklüğün kağıt üzerinde gösterilişi Bazı Bilim Adamlarının Fiziğe Katkısı Aristoteles (MÖ ): Evrenin, Dünya merkezli olduğunu iddia etmiş, doğa olaylarını bir nedene bağlamadan açıklamaya çalışmıştır. Görüşlerinin bugün bir değeri ya da önemi olmasa da; evreni anlamaya çalışan ilk kişi olması önemlidir. İbn-i Heysem ( ): Aristo nun aksine Güneş i merkez alan bir evren modeli öne sürmüştür. Dünya nın yarıçapının doğru hesaplanmasını sağlamış; yansıma, kırılma, görme gibi ışık olaylarına günün şartlarına göre başarılı açıklamalar getirmiştir.

7 Madde ve Özkütle 2 YGS Fizik 7 Galileo Galilei ( ): Fizik bilimine deneyi sokan ilk bilim adamıdır. Gelişmiş teleskobu icat ederek gök cisimlerinin daha iyi gözlemlenmesini sağlamış, böylece Dünya nın hem kendi hem de Güneş etrafında döndüğüne dair kanıtlar bulmuştur. Ayrıca Galilei, mekanik biliminin de kurucusudur. Not: Galilei, teleskopu icat ederken Hollanda dan gelen ve kullanılması yasak olan bir mercandan ilham alarak yapmıştır. Bazı kaynaklarda teleskopun mucidi olarak geçse de; ilk teleskobu değil, ilk gelişmiş teleskobu yapmıştır. Not2: Galilei, çalışmalarını Engizisyon baskına rağmen gerçekleştirdi. İşkence ve baskılara dayanamayan Galilei, mahkemede tamam, dünya dönmüyor dedi, ölüm cezası ev hapsine çevrildi. Ev hapsindeyken çalışmalarına gizlice devam etti, kitaplar yazdı, yayımlattı. Kitaplarında Kopernik (Nicolaus Copernicus) ile kendi çalışmalarını anlattı ve mahkemede söylediğinin aksine görüşlerini savundu. Çalışmalarıyla klasik doğa bilimlerinin ve fiziğin kurucu olarak tarihe geçti. Isaac Newton ( ): Mekanik fiziği Galilei nin bıraktığı yerden almış ve devam ettirmiştir. Newton Yasaları ( eylemsizlik, dinamiğin temek prensipleri, tepki prensibi) bu çalışmaların ürünüdür. Newton un en büyük buluşu ise Kütle Çekim Yasası dır. Bu yasa ile gök cisimlerinin hareketleri açıklanabilir hale gelmiştir. Max Planck ( ): Işık enerjisinin tanecikli olduğunu keşfederek kuantum kuramının temelini atmıştır. Albert Einstein ( ): Fiziğe soktuğu görelilik kuramı ile klasik fiziğin yetersiz kaldığı olaylara ikna edici açıklamalar getirmiştir. Kütle ile enerjinin farklı olmadığını, birbirlerine dönüşebileceğini ileri sürmüştür. Günümüzdeki nükleer enerji üretimi Einstein ın bu iddiasından yola çıkılarak yapılmaktadır. Bazı bilim adamları ve buluşları

8 Madde ve Özkütle 2 YGS Fizik 8