Pegem Akademi Sınav Komisyonu; 2015 KPSS ye Pegem Yayınları ile hazırlanan adayların, 40'ın üzerinde soruyu kolaylıkla çözebildiğini açıkladı.

Pegem Akademi Sınav Komisyonu; 2015 KPSS ye Pegem Yayınları ile hazırlanan adayların, 40'ın üzerinde soruyu kolaylıkla çözebildiğini açıkladı. FİZİK Eğitimde 29. yıl

KOMİSYON ÖABT Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji Öğretmenliği 1. Kitap (Fizik) ISBN 978-605-318-182-8 Kitapta yer alan bölümlerin tüm sorumluluğu yazarlarına aittir. Pegem Akademi Bu kitabın basım, yayın ve satış hakları Pegem Akademi Yay. Eğt. Dan. Hizm. Tic. Ltd. Şti.ne aittir. Anılan kuruluşun izni alınmadan kitabın tümü ya da bölümleri, kapak tasarımı; mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik, kayıt ya da başka yöntemlerle çoğaltılamaz, basılamaz, dağıtılamaz. Bu kitap T.C. Kültür Bakanlığı bandrolü ile satılmaktadır. Okuyucularımızın bandrolü olmayan kitaplar hakkında yayınevimize bilgi vermesini ve bandrolsüz yayınları satın almamasını diliyoruz. 5. Baskı: 2015, Ankara Proje-Yayın: Neslihan GÜRSOY Dizgi-Grafik Tasarım: Melike Serap DALBUDAK Kapak Tasarımı: Gürsel AVCI Baskı: Koza Yayın Dağıtım A.Ş. Cevat Dündar Cad. No. 139 Ostim/ANKARA Tel : 0312 385 91 91 Yayıncı Sertifika No: 14749 Matbaa Sertifika No: 12385 İletişim Karanfil 2 Sokak No: 45 Kızılay / ANKARA Yayınevi: 0312 430 67 50-430 67 51 Yayınevi Belgeç: 0312 435 44 60 Dağıtım: 0312 434 54 24-434 54 08 Dağıtım Belgeç: 0312 431 37 38 Hazırlık Kursları: 0312 419 05 60 İnternet: www.pegem.net E-ileti: pegem@pegem.net

ÖN SÖZ Sevgili Öğretmen Adayları, ÖABT FEN BİLİMLERİ / FEN VE TEKNOLOJİ Konu anlatımlı setimiz dört kitap hâlinde düzenlenmiştir. Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji 1. Kitap" adlı yayınımız Alan Bilgisi Fizik bölümünü kapsamaktadır ve Kamu Personel Seçme Sınavı (KPSS) Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji Öğretmenliği Alan Bilgisi Testi kapsamındaki fizik sorularını çözmek için gerekli bilgi, beceri ve teknikleri edinme ve gelitirme sürecinde siz değerli öğretmen adaylarımıza kılavuz olarak hazırlanmıştır. Kitabın hazırlanış sürecinde, sınav kapsamındaki temel alanlarda kapsamlı alanyazın taraması yapılmış, bu kitabın gerek ÖABT de gerekse gelecekteki meslek hayatınızda ihtiyacınızı maksimum derecede karşılayacak bir başucu kitabı niteliğinde olması hedeflenmiştir. Detaylı, güncel ve anlaşılır bir dilde yazılan konu anlatımları, çıkmış sorular ve detaylı açıklamalarıyla desteklenmiş, her ünite içeriği ÖSYM formatına uygun, çözümlü test sorularıyla pekiştirilmiştir. Ayrıca konu anlatımlarında verilen bilgi ve çözüm tekniklerine ek olarak uyarı kutucuklarıyla önemli konulara dikkat çekilmiştir. Yoğun bir araştırma ve çalışma sürecinde hazırlanmış olan bu kitapla ilgili görüş ve önerilerinizi pegem@pegem.net adresini kullanarak bizimle paylaşabilirsiniz. Geleceğimizi güvenle emanet ettiğimiz siz değerli öğretmenlerimizin hizmet öncesi ve hizmet içi eğitimlerine katkıda bulunabilmek ümidiyle... Başarılar...

FEN BİLİMLERİ / FEN VE TEKNOLOJİ ÖABT İLE İLGİLİ ÖNEMLİ BİLGİLER ÖABT FEN BİLİMLERİ / FEN VE TEKNOLOJİ ÖĞRETMENLİĞİ, 50 sorudan oluşmakta ve Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji Öğretmenliği Alan Bilgisi (Fizik, Kimya, Biyoloji, Yer Bilimi, Astronomi, Çevre Bilimi) ve Alan Eğitimi alanlarındaki bilgi ve becerilerini ölçmeyi hedeflemektedir. Öğretmenlik Alan Bilgisi Testinde çıkan sorular, Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji Öğretmenliği Lisans Programlarında verilen akademik disiplinlere paralel olarak hazırlanmaktadır. Sınavdaki Alan Soru dağılımı aşağıdaki tabloda belirtilmiştir. Genel Yüzde Yaklaşık Yüzde Soru Sayısı Alan Bilgisi Testi % 80 1-40 a. Fizik b. Kimya c. Biyoloji d. Yer Bilimi (Jeoloji) e. Astronomi f. Çevre Bilimi % 24 % 22 % 22 % 4 % 4 % 4 1-12 13-23 24-34 35-36 37-38 39-40 Alan Eğitimi Testi % 20 41-50 Genel Kültür, Genel Yetenek ve Eğitim Bilimleri Sınavlarınıza ek olarak gireceğiniz Öğretmenlik Alan Bilgisi Testi ile ilgili verilen bu bilgiler 2013-2014-215 Fen Bilimleri / Fen ve Teknoloji ÖABT sınavı çerçevesinde hazırlanmıştır. Sınav içeriğinde yapılabilecek olası değişiklikleri ÖSYM'nin web sitesinden takip edebilirsiniz.

İÇİNDEKİLER ALAN BİLGİSİ 1. BÖLÜM: FİZİĞİN UĞRAŞ ALANI Fiziğin Uğraş Alanı...4 Mekanik...4 Termodinamik...4 Manyetizma...4 Optik...4 Elektrik...4 Katı Hâl Fiziği...4 Atom Fiziği...4 Nükleer Fizik...4 Fiziğin Doğası...5 Temel ve Türetilmiş Büyüklükler...5 Ölçmede Hata...6 Skaler ve Vektörel Büyüklükler...6 Hipotez...6 Bilimsel Teori ve Yasa...7 ÇÖZÜMLÜ TEST...8 ÇÖZÜMLER... 11 2. BÖLÜM: VEKTÖRLER Vektörler...14 Kuvvet Birimleri...14 Kuvvetlerin Toplanması...15 Eşit Büyüklükte Kesişen İki Kuvvet Arasındaki Açı...16 Çokgen Yöntemi...16 Bileşenlerine Ayırma Yöntemi...17 Birim Vektör...18 İki Vektörün Skaler Çarpımı...19 Vektörel Çarpım...19 ÇÖZÜMLÜ TEST...21 ÇÖZÜMLER...25 3. BÖLÜM: KESİŞEN KUVVETLERİN DENGESİ Kesişen Kuvvetlerin Dengesi...30 Lami Teoremi...30 Çözümlü Test...32 Çözümler...36

vi 4. BÖLÜM: MADDE VE ÖZELLİKLERİ Madde ve Özellikleri 40 Maddelerin Ortak Özellikleri 40 Görülebilen ve Hissedilebilen Maddeler 40 Maddenin Hâlleri 40 Maddelerin Değişimi 40 Maddenin Ayırt Edici Özellikleri 41 Karışımların Özkütlesi41 Özel Durumlar42 Çözümlü Test 43 Çözümler 47 Dayanıklılık 50 Doğada ve Çevremizde Yüzey Alanı - Hacim İlişkileri 51 Sıvılar 51 Adezyon (Yapışma Kuvveti) 51 Kohezyon Kuvveti 52 Yüzey Gerilimi 52 Kılcallık Olayı 53 Atmosfer 53 Atmosferin Önemi 53 Atmosferin Özellikleri 53 Atmosferde Denge 53 Gazlar ve Kullanım Alanları 54 Plazma 55 Plazmanın Özellikleri 55 Plazma Teknolojisi 55 Kutup Işıkları 55 Çözümlü Test 56 Çözümler 59 5. BÖLÜM: BASINÇ Basınç 62 Katıların Basıncı 62 Eğik Düzlemde Cismin Basıncı 63 Durgun Sıvıların Basıncı 64 Sıvı Basınç Kuvveti 65 Yan Yüzeylere Uygulanan Sıvı Basınç Kuvveti 66 Pascal Prensibi 66 U Borusu 67 Akışkanların Basıncı 68 Açık Hava Basıncı 68 Kapalı Kaplardaki Gazların Basıncı 69 Çözümlü Test 71 Çözümler 75

vii 6. BÖLÜM: SIVILARIN KALDIRMA KUVVETİ Sıvıların Kaldırma Kuvveti 80 Yüzen Cisimler 80 Askıda Kalan Cisimler 80 Batan Cisimler 81 Birbirine Karışmayan Sıvılarda Kaldırma Kuvveti 82 Çözümlü Test 83 Çözümler 88 7. BÖLÜM: ISI VE SICAKLIK Isı ve Sıcaklık 92 Termometre92 Sıvılı Termometreler93 Metal Termometreler 93 Gazlı Termometreler 93 Sıcaklık Değişimi 93 Isı Alış-Verişi 94 Hâl Değişimi95 Erime ve Donma Sıcaklığına Etki Eden Faktörler97 Kaynama ve Yoğunlaşma 98 Kaynama ve Yoğunlaşma Sıcaklığına Etki Eden Faktörler 98 Buharlaşma98 Çözümlü Test 99 Çözümler 102 Genleşme 104 Boyca Genleşme 104 Yüzeyce Genleşme105 Hacimce Genleşme 105 Sıvıların Genleşmesi106 Isının Yayılması 107 Isı İletim Yolu 107 Isı Yalıtımı 108 Çözümlü Test 109 Çözümler 113 8. BÖLÜM: TORK (MOMENT) Tork (Moment) 118 Sağ El Kuralı 118 Çözümlü Test 120 Çözümler 125

viii 9. BÖLÜM: AĞIRLIK VE KÜTLE MERKEZİ Ağırlık ve Kütle Merkezi...132 Kararlı ve Kararsız Denge...134 Çözümlü Test...135 Çözümler...139 10. BÖLÜM: BASİT MAKİNELER Basit Makineler...144 Kaldıraçlar...144 Makaralar...145 1. Sabit makara...145 2. Hareketli Makara...145 Eğik düzlem...146 Çıkrık...147 Kasnaklar...147 Dişliler...147 Vida...148 Eşit Kollu Teraziler...148 Çözümlü Test...149 Çözümler...154 11. BÖLÜM: HAREKET Hareket...160 Düzgün Doğrusal Hareket...161 Düzgün Hızlanan Doğrusal Hareket...163 Düzgün Yavaşlayan Doğrusal Hareket...165 Ani Hız (Anlık Hız)...166 Çözümlü Test...168 Çözümler...172 Bağıl Hareket...176 Nehir Problemleri...176 Nehirde Karşı Kıyıya Geçme...177 Çözümlü Test...180 Çözümler...184 12. BÖLÜM: YERYÜZÜNDE HAREKET Yeryüzünde Hareket...188 Atışlar...188 Hava Direnci ve Limit Hız...189 Limit Hız Bağıntısı...190 Düşey Atış...190 Çözümlü Test...194 Çözümler...197

ix Yatay Atış...200 Eğik Atış...202 Çözümlü Test...204 Çözümler...208 13. BÖLÜM: DİNAMİK Dinamik...214 Güçlü Nükleer (Yeğin Çekirdek) Kuvvet...214 Zayıf Nükleer (Zayıf Çekirdek) Kuvvet...214 Elektromanyetik Kuvvet...214 Kütle Çekim Kuvveti...214 Newton'un Hareket Kanunları...215 (Etki - Tepki Kuvveti)...217 Sürtünme Kuvveti...218 Çözümlü Test...223 Çözümler...227 14. BÖLÜM: ÇEMBERSEL HAREKET Çembersel Hareket...234 Periyot...234 Frekans...234 Çizgisel Sürat...234 Açısal Sürat...234 Merkezcil İvme (a v )...236 Merkezcil Kuvvet...237 Düşey Düzlemde Düzgün Çembersel Hareket...241 Yuvarlanma Hareketi...242 Çözümlü Test...244 Çözümler...248 Kepler ve Newton'un Genel Çekim Kanunu...252 Kepler Kanunları...252 Genel Çekim Kanunu...253 Çekim Alanı...254 Yapma Uyduların Hareketleri...256 Çekim Potansiyel Enerjisi...257 Bağlanma ve Kurtulma Enerjisi...258 Çözümlü Test...259 Çözümler...262 15. BÖLÜM: BASİT HARMONİK HAREKET Basit Harmonik Hareket...266 Genlik...266 Uzanım...266 Periyot...266

x Frekans 266 Basit Harmonik Hareket Denklemleri 267 Uzanım 267 Hız 267 İvme 270 Kuvvet 270 Yay Sarkacı 271 Yayların Bağlanması 272 Basit Sarkaç 272 Konik Sarkaç 274 Çözümlü Test 276 Çözümler 280 16. BÖLÜM: İŞ, GÜÇ VE ENERJİ İş, Güç ve Enerji 284 Enerji 287 Yapılan İş ve Kinetik Enerji Değişimi 287 Potansiyel Enerji 289 Yayın Potansiyel Enerjisi 292 Dönen Bir Cismin Kinetik Enerjisi 293 Yenilenebilir ve Yenilenemez Enerji Kaynakları 295 Yenilenebilir Enerji Kaynakları 295 Çözümlü Test 297 Çözümler 301 17. BÖLÜM: İTME VE MOMENTUM İtme ve Momentum 306 İtme 306 Momentum 308 İtme ile Momentum Arasındaki İlişki 310 Çarpışmalar 313 Momentum Korunumu 313 Enerjinin Korunumu 313 Hızların Korunumu 313 Momentum ve Kinetik Enerji Arasındaki İlişki 318 Patlamalar 319 Roketler 320 Açısal Momentumun Korunumu 321 Çözümlü Test 324 Çözümler 329 18. BÖLÜM: OPTİK Optik 336 Işık Nedir? Nasıl Yayılır? 336 Tam Gölge - Yarı Gölge 336

xi Yansıma...337 Yansıma Kanunları...337 Düzlem Ayna...337 Düzlem Aynada Görüntü...338 Düzlem Aynanın Döndürülmesi...338 Düzlem Aynada Hız...339 Kesişen İki Düzlem Ayna Arasındaki Cismin Görüntü Sayısı...340 Paralel İki Düzlem Ayna Arasındaki Görüntü...340 Görüş Alanı...340 Çözümlü Test...342 Çözümler...347 Küresel Aynalar...350 Çukur Aynada Işınların Yansıması...350 Tümsek Aynada Işınların Yansıması...351 Çukur Aynada Görüntü...352 Tümsek Aynada Görüntü...352 Çukur Aynada Bağıntılar...353 Tümsek Aynada Bağıntılar...353 Özel Durumlar...353 Çukur Aynada Görüntünün Yeri...353 Tümsek Aynada Görüntünün Yeri...353 Çözümlü Test...355 Çözümler...359 Işığın Kırılması...362 Kırılma...362 Işığın Az Yoğun Ortamdan Çok Yoğun Ortama Geçişi...363 Işığın Çok Yoğun Ortamdan Az Yoğun Ortama Geçişi...363 Paralel Yüzlü Saydam Ortamdan Işınların Geçişi...364 Küresel Yüzeylerde Kırılma...364 Prizmalarda Kırılma...365 Tam Yansımalı Prizmalar...366 Görünür Derinlik...366 Serap Olayı...367 Beyaz Işığın Renklere Ayrılması...368 Çözümlü Test...373 Çözümler...377 Mercekler...381 Bir Merceğin Odak Uzaklığı...381 İnce Kenarlı Mercekte Işınların Kırılması...382 Kalın Kenarlı Mercekte Işınların Kırılması...383 İnce Kenarlı Mercekte Görüntü...384 Kalın Kenarlı Mercek...385 Merceklerde Bağıntılar...385

xii Göz Kusurları...386 Aydınlanma...387 Fotometreler...388 Çözümlü Test...390 Çözümler...395 19. BÖLÜM: ELEKTRİK Elektrik...400 Elektriklenme Çeşitleri...400 Topraklanma...401 İletken Kürelerde Yük Paylaşımı...402 Elektroskop...403 Özel Durumlar...404 Coulomb Kuvveti...405 Çözümlü Test...407 Çözümler...412 Elektrik Alanı...416 Eletrik Alan Çizgileri...417 Yüklü İletken Bir Kürenin Elektrik Alanı...418 Faraday Kafesi...420 Elektrik Potansiyel Enerji...420 Elektrik Potansiyeli ve Potansiyel Farkı...421 Yüklü Bir Kürenin Potansiyeli...422 Ortak Potansiyel...423 Eş Potansiyel...424 Çözümlü Test...425 Çözümler...430 Paralel Levhalar...434 Sığaçlar...437 Sığaçların Bağlanması...437 Sığaçların Seri Bağlanması...437 Sığaçların Paralel Bağlanması...438 Yüklü Bir Kondansatörün Enerjisi...440 Çözümlü Test...442 Çözümler...447 Elektrik Akımı...452 Direnç...452 Dirençlerin Bağlanması...454 Elektromotor Kuvveti...457 Pillerin Bağlanılması...458 Pilin Ömrü...461 İki Nokta Arasındaki Potansiyel Farkının Bulunması...462 Zıt Elektromotor Kuvveti (ZEMK)'li Devreler...464 Çözümlü Test...466 Çözümler...471

xiii 20. BÖLÜM: DALGALAR Dalgalar...476 Titreşim Doğrultusuna Göre Dalgalar...476 Taşıdığı Enerjiye Göre Dalgalar...477 P - Dalgası...477 S - Dalgası...477 Love Dalgası...477 Rayleigh (Rayley) Dalgası...478 Depremin Büyüklüğü...478 Ses Dalgası...479 Sesin Şiddeti...479 Sesin Frekansı (Yüksekliği)...479 Sesin Tınısı...479 Sesin Yansıması ve Yankı...479 Sesin Kırılması...480 Doppler Olayı...480 Yay Dalgaları...482 Yansıma ve İletme...483 İnce Yaydan Kalın Yaya Gönderilen Atma...484 Kalın Yaydan İnce Yaya Gönderilen Atma...485 Frekans Karıştırıcılar...485 Kararlı Dalgalar...485 Su Dalgaları...487 Doğrusal Su Dalgaları...488 Dairesel Su Dalgaları...488 Su Dalgalarında Yansıma...488 Doğrusal Dalgaların Çukur Engelde Yansıması...489 Doğrusal Dalgaların Tümsek Engelde Yansıması...489 Doğrusal Dalgaların Düz Engelde Yansıması...489 Yayılma Hızı ve Periyodik Dalgalar...490 Su Dalgalarında Kırılma...491 Su Dalgalarının Mercek Şeklindeki Su Ortasından Geçişi...492 Su Dalgalarında Ayrılma...493 Su Dalgalarında Kırınım...493 Su Dalgalarında Girişim...494 Yol Farkının Geometrik Yoldan Hesaplanması...495 Faz Kavramı...495 Çözümlü Test...500 Çözümler...504 21. BÖLÜM: MANYETİZMA Manyetizma...508 1. Maddenin Manyetik Özelliği, Manyetik ve Manyetik Olmayan Maddeler...508 2. Manyetik Kutuplar...508 3. Manyetik Alan, Alan Şiddeti, Alan Çizgileri...508 4. Manyetik Akı, Manyetik Geçirgenlik...509

xiv Manyetik Geçirgenlik...510 Yerin Manyetik Alanı...512 Elektromıknatıs ve Yapısı...513 Elektrik Akımının Manyetik Etkileri...514 Akım Geçen Tele Manyetik Alanda Etkiyen Kuvvet...519 İçerisinden Akım Geçen Paralel İki Tele Etkiyen Kuvvetler...520 Manyetik Alan İçinde Hareket Eden Yüke Etkiyen Kuvvet...522 Manyetik Alan İçinde Hareket Ettirilen İletkenler ve Oluşan Emk...525 Manyetik Akı Değişimi...526 Öz İndüksiyon...529 Maxwell Denklemleri...530 Alternatif Akımın Elde Edilmesi...531 Alternatif Akımın Etkin Değeri...532 Alternatif Akımın Etkileri...532 Alternatif Akım Devreleri...532 Sadece Kondansatörlü Devre...533 Dirençli ve Selfli Devre (RL Devresi)...533 Direnç ve Kondansatörlü Devre (RC Devresi)...534 Direnç, Self ve Kondansatörlü Devre (RLC Devresi)...534 Transformatörler...537 Elektronik Devre Elemanları...538 Fotodiyot...540 Fotodirenç...540 Çözümlü Test...542 Çözümler...546 22. BÖLÜM: MODERN FİZİK Modern Fizik...550 Işığın Yapısı...550 Elektromanyetik Teori...550 Işık Dalgalarının Girişimi...550 Saçak Aralığı ( x)...551 Çift Yarıkta Girişimin Özellikleri...551 Tek Yarıkta Girişim (Kırınım)...552 Saçak Aralığı...552 Saçak Parlaklıkları...553 İnce Zarlarda Girişim...554 Hava Kaması...554 Çözme Gücü...556 Özel Görelilik...558 Michelson - Morley Deneyi...558 Zaman Ölçümü ve Eş Zamanlık...558 Zaman Genişlemesi...559

xv Uzunluk Büzülmesi...560 Göreli Enerji...561 Göreli Momentum...563 Kara Cisim Işıması...564 Fotoelektrik Olayı...565 Foton Enerjisi...565 Elektronvolt (ev)...565 Einstein'in Fotoelektrik Denklemi...566 Fotoelektron Sayısı...566 Fotosel Lamba ve Fotoelektrik Akımı...566 Fotosele Üreteç Bağlanması...566 Kesme Potansiyel Farkı...567 Compton Saçılması Olayı...571 Madde Dalgaları...572 Tanecik Modelinin Açıklayabildiği Olaylar...573 Çözümlü Test...575 Çözümler...578 Elektromanyetik Dalgalar...582 Elektromanyetik Spektrum...582 Radyo Dalgaları...582 Mikrodalgalar...582 Kızıl Ötesi Dalgalar...583 Görünür Işık Dalgaları...583 Mor Ötesi Dalgalar...583 X - Işınları...583 Gama Işınları...584 Elektromanyetik Dalgalarda Doppler Olayı...585 Atom Teorileri ve Enerji Seviyeleri...585 J.J Thomson Atom Modeli...585 Rutherford Atom Modeli...586 Bohr Atom Modeline Göre Yörünge Yarıçapları...587 Bohr Atom Modeline Göre Enerji Seviyeleri...588 Bohr Atom Modelinin Açıklayamadığı Olaylar...589 De Broglie Hipotezi...589 Heisenberg Belirsizlik İlkesi...590 Elektron Bulutu...591 Kuantum Sayıları...591 Atomların Uyarılması...594 Kendiliğinden Emisyon ve Uyarılmış Emisyon...596 Lazer...597 Lazer Işığının Özellikleri...597 Maddenin Yapısı...598 İyonik Bağ...598

xvi Kovalent Bağ 598 Apolar Kovalent Bağ 598 Polar Kovalent Bağ 598 Metalik Bağ 598 Çekirdeğin Yapısı 599 Radyoaktivite 601 Alfa (α) Bozunması 601 Beta (β) Bozunması 601 Gama (γ) Bozunması 601 Yarı Ömür 601 Ortalama Ömür 602 Nükleer Enerji 603 Fisyon (Çekirdek Bölünmesi) 603 Füzyon (Çekirdek Kaynaşması) 603 Atomlardan Kuarklara 603 Karşıt Parçacık 603 Mezonlar 604 Parçacıklar Ailesi 604 Kuarklar 606 Yıldızlardan Yıldızsızlara 608 Güneş'in Yaşamı 608 Yıldızların Uzaklığı 609 Yıldızların Sıcaklıkları 610 Yıldızların Parlaklıkları ve Işınım Gücü 610 Salt Parlaklık 611 Hertzsprung - Russel Diyagramı 612 Gökadalar 612 Sarmal Gökadalar 612 Eliptik Gökadalar 612 Düzensiz Gökadalar 612 Kızıla Kayma 613 Evrenin Genişlemesi 614 Çözümlü Test 615 Çözümler 619 KAYNAKLAR 623

ALAN BİLGİSİ

1. BÖLÜM FİZİĞİN UĞRAŞ ALANI

4 FİZİĞİN UĞRAŞ ALANI Doğa olaylarından canlı varlıklarla ilgili olanlar biyolojinin, maddenin yapısal özellikleriyle ilgili olanlar kimyanın, maddenin yapısal özellikleri dışında kalan özellikler ve bunlar üzerinde gerçekleşen olaylar ise fiziğin konusudur. Fizik yasa ve teorilerinin ifade edilmesinde matematik vazgeçilmez bir dildir. Fizik, madde ve enerji arasındaki etkileşimi inceleyen ve doğada gerçekleşen olaylarla ilgili mantıklı açıklamalar üretmeye çalışan uygulamalı bir bilim dalıdır. Bu bilim dalında çalışan bilim insanları fizikçi adını alırlar. Bir fizikçi, fizik biliminin sınanabilir, sorgulanabilir, yanlışlanabilir ve delillere dayandırılabilir olduğunu bilir. Aynı zamanda bilimsel bir bilginin her zaman mutlak doğru olmadığını unutmadan doğada gerçekleşen olayları inceleyerek bu olayların hem sebeplerini hem de sonuçlarını açıklamaya çalışır. Fizik, insan yaşamının her anında vardır. Bundan dolayı, fiziğin değişik alt alanları vardır. Bu alt alanların neler olduğu ve inceledikleri konular, aşağıda kısaca tanıtılmıştır. Mekanik Cisimlerin nasıl hareket ettiklerini ve nasıl etkileştiklerini inceler. Termodinamik Enerjinin madde içinde nasıl yayıldığını ve nasıl iletildiğini inceler. Manyetizma Dünya'nın manyetik alanını, manyetik maddelerden ve elektrik akımından oluşan manyetik alanı inceler. Atom Fiziği Atomların yapısını oluşturan unsurların birbirleriyle nasıl etkileştiğini inceler. Nükleer Fizik Atom çekirdeğinin yapısını ve kararsız çekirdeklerin nasıl ışıma yaptıklarını inceler. Örnek Mekanik Nano teknoloji Nükleer fizik Uçakların uçurulması Optik Gök kuşağı Katı hâl fiziği Radyasyon Atom fiziği Yukarıda fiziğin alt alanları ile uğraştığı konular verilmiştir. Buna göre, alt alanlar ile açıklamalar doğru olarak eşleştirildiğinde hangi alt alan boşta kalır? A) Mekanik B) Nükleer fizik C) Optik D) Katı hâl fiziği E) Atom fiziği Optik Işıkla ilgili olayları, ışığın saydam ortamlardaki davranışını inceler. Elektrik Çözüm Uçakların uçurulması mekaniğe, radyasyon nükleer fiziğe, gökkuşağı optiğe, nano teknoloji atom fiziğine girer. Buna göre katı hâl fiziği boşta kalır. Cevap D Maddenin yapısındaki elektron ve protonların sahip olduğu elektrik yükleri ile bunların neden olduğu elektriksel alan ve elektriksel kuvveti inceler. Katı Hâl Fiziği Yoğun hâldeki maddelerin, elektriksel, manyetik, optik ve esneklik özelliklerini inceler.

5 FİZİĞİN DOĞASI Gözlem, bir olayla ilgili olarak duyu organları ya da araç ve gereçler kullanılarak yapılan incelemelerdir. Fiziksel bir olay, duyu organlarını güçlendirerek birtakım teknolojik araçlarla gözlenir. Fizikle ilgili bir olay iki tür gözlem yapılarak incelenir. Bunlardan ilki nitel gözlem, ikincisi ise nicel gözlemdir. Nitel gözlem, herhangi bir ölçme aracı kullanmadan beş duyu organı kullanılarak yapılan gözlem türüne denir. Bu gözlemler kesinlik ifade etmez, hata payı çoktur, yanıltıcıdır, güvenilir değildir. Duruma ve kişiye göre değişebilir. Objektif değildir. Nicel gözlem, duyu organları ile birlikte ölçme araçları da kullanılarak yapılan gözlem türüne denir. Duruma ve kişiye göre değişmez. Bilimsel önem taşır ve güvenilir bir gözlemdir. Bilimde en çok kullanılan gözlem çeşididir. Temel ve Türetilmiş Büyüklükler Kendi başına ifade edildiğinde bir anlamı olan büyüklüklere temel büyüklük denir. Temel Büyüklük Büyüklük Sembolü Birimi Ölçüm Aleti Kütle m kilogram (kg) Eşit kollu terazi Zaman t saniye (s) Kronometre Uzunluk, metre (m) Metre Sıcaklık T kelvin (K) Termometre Işık şiddeti I candela (cd) Fotometre Örnek Aşağıdakilerden hangisi nicel gözleme girmez? Akım şiddeti i Amper (A) Ampermetre A) Bileziğin kütlesini eşit kollu terazi kullanarak bulma Madde miktarı A Mole (mol) B) Kumaşın boyunu mezura kullanarak bulma C) Taşın hacmini su dolu dereceli silindir kullanarak bulma D) Suyun sıcaklığını parmağımızı içine sokarak bulma E) Afyon ile Ankara arasındaki karayolunun uzunluğunu otomobilin kilometre sayacı ile bulma Türetilmiş Büyüklükler Büyüklük Sembolü Birimi Ağırlık G Newton Kuvvet F Newton Enerji E Joule Çözüm A, B, C, E seçeneklerinde duyu organları ile birlikte ölçme araçları da kullanılmıştır. Ancak D seçeneğinde sadece duyu organları kullanılmıştır. Cevap D Güç İvme P a joule saniye metre saniye2 Hız v metre saniye Basınç P Newton metre2

6 Ölçmede Hata Ölçme sonuçlarının gerçek değerden farklı olması, ölçmede hata yapıldığı anlamına gelir. Ölçüm sonucu ile gerçek değer arasındaki farka ölçmede hata denir. Bu hataların kaynağı ölçme yöntemi, ölçümü yapan kişi, ölçme aracı ve ölçümün yapıldığı ortamdan kaynaklanabilir. Örnek Ölçüm sonucu ile gerçek değer arasındaki hatanın kaynağı aşağıdakilerden hangisi olamaz? A) Ölçme aracı B) Ölçme yöntemi C) Ölçümü yapan kişi D) Ölçümün birden fazla yapılması E) Ölçümün yapıldığı ortam Çözüm Ölçümün birden fazla yapılması ölçmedeki hata payını azaltır. Dolayısıyla ölçümün birden fazla yapılması ölçmede hatanın kaynağı olamaz. Cevap D Skaler ve Vektörel Büyüklükler Birim ve sayı kullanılarak tanımlanabilen büyüklüklere skaler büyüklük denir. Fizikte, enerji, zaman, güç, ısı kütle, hacim, özkütle, sıcaklık vb. büyüklükler skaler büyüklüktür. Birim ve sayıya ilave olarak bir yöne de sahip olan büyüklükler ise vektörel büyüklük olarak adlandırılır. Hız, ivme, yer değiştirme, kuvvet, ağır lık, momentum vb. büyüklükler vektörel büyüklüklere örnektir. Örnek Aşağıdakilerden hangisi vektörel bir büyüklüktür? A) Güç B) Enerji C) Sıcaklık D) Hız E) Kütle Çözüm Vektörel büyüklükler birim ve sayı yanında yöne de sahip olan büyüklüklerdir. Güç, enerji, sıcaklık ve kütle sadece birim ve sayı ile ifade ediliyor. Hız ise birim ve sayı yanında yöne de sahiptir. Cevap D Hipotez Bilimsel bir problemin verilere dayalı olarak kurulan geçici çözüm yoludur. Bilimsel bir hipotez, incelenen probleme bir ölçüde cevap verebilmeli ve eldeki tüm verileri içermelidir. Bilimsel bir hipotezin bir takım deneylerle geçerli olup olmadığı test edilmelidir. Bundan sonra kontrollü deneyler yapılarak hipoteze dayalı tahminlerin dolayısıyla hipotezin geçerliliği ve doğruluğu araştırılır. Kontrollü deney, deney sonucunu etkileyecek koşullardan birini değiştirip diğerlerini sabit tutacak şekilde yapılan deneydir. Bilimsel bir problemin çözümünde takip ettiği yol sırasıyla şu şekilde olabilir: Problem belirlenir. Problemle ilgili veriler toplanır. Hipotez kurulur. Hipoteze dayalı tahmin yapılır. Kontrollü deney ve nicel gözlem yapılır. Doğrulanmıyorsa işlemlere baştan başlanır. Doğrulanıyorsa hipotez geçerlidir. Fizik bilimiyle ilgilenen bilim insanları, birtakım bilimsel bilgilere ulaşırken planlı ve sistemli bir şekilde çalışırlar. Bu süreçte fizikle ilgili ilke, kanun ve teorilere ulaşırken bilimsel çalışma yöntemi olarak bilinen bir yol izlerler. Bir bilim insanının kullandığı bilimsel yöntem, diğer bir bilim insanı tarafından kullanılan bilimsel yöntemden farklı olabilir. Bilimsel bir yöntemin aşamaları aşağıdaki gibi sıralanabilir: 1. Olaylarla ilgili gözlem yapma 2. Sorular oluşturma aynı konuda önceden yapılan çalışmaları inceleme 3. Hipotezler kurma 4. Hipotezleri test etmek için bir takım deneyler tasarlama 5. Kontrollü deneyler yapma 6. Deney sonuçlarının tekrarlanabilirliğini kontrol etme verileri analiz etme ve önceden yapılan tahminlerle karşılaştırma 7. Verilerden sonuç çıkarma 8. Sonuçların hipotezleri ne ölçüde desteklediğine ve sonuçların literatürdeki bilgilerle ne ölçüde tutarlı olduğuna karar verme

7 Örnek Örnek Aşağıdakilerden hangisi bilimsel yönteme girmez? A) Hipotezler kurma B) Verilerden sonuç çıkarma C) Neden sonuç ilişkilerinden kaçınma D) Kontrollü deneyler yapma E) Olaylarla ilgili nitel ve nicel gözlem yapma Çözüm Neden sonuç ilişkilerinden kaçınma bilimsel çalışma yöntemine girmez. Cevap C Bilimsel Teori ve Yasa Bilimsel bilgi türleri olarak bilinen "teori" ve "yasa"lar birbirinden oldukça farklı kavramlardır. Bilimsel teori, gözlenen bir doğa olayıyla ilgil genellemelerin açıklamasıdır. Büyük patlama ve atomun yapısıyla ilgili teoriler, bilimsel teoriye örnektir. Bilimsel yasa ise doğruluğu kanıtlanmış varsayımlar olarak tanımlanabilir. Bilimsel yasalara kütle çekim, kütle ve enerjinin korunumu örnek olarak verilebilir. Bilimsel yasa ve teoriler mutlaka deneysel desteğe sahip olmalıdır. Fakat bu şekilde de olsa bilimsel teoriler asla yasa olmaz. Bilimsel yasaların teorilerden daha üst düzey bilgi oldukları ve bilimsel teorilerin daha fazla deneysel destek buldukça bilimsel yasa oldukları yönündeki bilgiler, kesinlikle yanlıştır. 1. Coulomb... 2. Büyük patlama... 3. Enerjinin korunumu... 4. Modern atom... 5. Eylemsizlik... 6. Elektromanyetik... Yukarıda sıralanan yasa ve teorilerin tamamlanmasının sayısal dağılımı aşağıdakilerden hangisidir? Yasa Teori A) 3 3 B) 4 2 C) 2 4 D) 1 5 E) 5 1 Çözüm Coulomb yasası, enejinin korunumu yasası, eylemsizlik yasası, büyük patlama teorisi, modern atom teorisi, elektromanyetik teorisi. Buna göre yukarıda 3 yasa, 3 teori vardır. Cevap A Örnek Işık yılının birimi nedir? A) saniye B) metre / saniye C) metre D) metre / saniye 2 E) kilogram Çözüm: Işık yılı demek ışığın bir yılda aldığı yoldur. Dolayısıyla ışıkyılı uzunluğu ifade eder. Cevap C