Fiziğin Tarihçesi | Uzmanlık Dalları

Fiziğin Tarihçesi

Bilimler içinde hemen de en eksiksiz olan dal fiziktir. Fizik, bir yandan, cisimlerin düşmesi, âşığın yayılması, titreşimler, sürtünmeler gibi, her gün tanığı olduğumuz çok sayıda doğal olayla ilgilenir; öte yandan, uygulama alanının çeşitliliği nedeniyle, günlük hayatımızın her zaman içindedir. Sözgelimi, fiziğin en önemli konularından biri olan elektrik olmasaydı, yaşama düzenimizin nasıl olacağını düşünebiliyor musunuz?

Dünyayı Açıklamak

Fizik bilimi, insanların doÄŸada geçen olayları açıklama isteÄŸinden doÄŸdu ve Ä°lkçaÄŸ Yunan filozoflarının bu konudaki çalışmalarıyla kuruldu. Bu filozoflar öncelikle, Dünya’nın oluÅŸum ilkesini bulmaÄŸa çalışmışlardı. Aristoteles, su, hava, toprak ve ateÅŸi deÄŸiÅŸik bileÅŸimleri ve dönüşümleriyle, Evren’deki bütün bilinen maddeleri oluÅŸturan dört temel öğe olarak kabul ediyordu. Leukippos ve Demokritos, maddenin bölünmesi ve yok edilmesi mümkün olmayan sayısız küçük taneden, atomlardan meydana geldiÄŸini sezinlemiÅŸlerdi.

Pithagoras ve öğrencileri akustik ile uÄŸraÅŸmışlar, yani ses olayının incelemelerini yapmışlar; Eukleides ise optik konusunda bir araÅŸtırma kitabı yazmıştı. Ayrıca, yansıma ve kırılma olaylarını fizik açısından inceleyen birçok filozof, ışığın nitelikleri hakkında ortaya sorular atmıştı. O çaÄŸda Yunanlılar mekanikte de hayli ileriydiler, nitekim Arkhimedes‘in bu alandaki buluÅŸları büyük yankılar yapmıştı.

Bu yüz aÄŸartıcı baÅŸlangıçtan sonra, Rönesans‘ın sonuna kadar fizikte hiç bir ilerleme görülmedi. Romalılar fizik bilimine hiç bir yenilik getirmediler ve Yunan bilimini aktarmakta önemli bir aracılık görevi yapmış olan Araplar hemen de sadece optik konusunda geliÅŸmeler saÄŸladılar. Avrupa’da, bilimsel geliÅŸme, XIII. yy .a kadar tamamen durdu; Rönesans süresince de fizik, öteki bilim dallarının tersine, çok az ilerleme gösterdi. Bu dönemde anılmaÄŸa deÄŸer tek bilgin, birçok buluÅŸu olan Leonardo da Vinci oldu.

Galilerden Newton’a

Fizik ancak XVII. yy .da geliÅŸti. Galilei dinamik ve astronomi konularını inceledi ve deneyler yapmayı, deneylerden çıkan sonuçları saptamayı ve bunları kesin matematik yasalara baÄŸlamayı öngören deneysel yöntemi kurdu. Hollandalı Huygens sarkacı inceledi ve sarkaçlı saatleri geliÅŸtirdi, Ä°talya’da Torricelli‘nin ve Fransa’da Pascal‘ın çalışmaları atmosfer basıncını meydana çıkardı. Gassendi ile Mersenne, ses hızını ölçmeyi denediler. Işık olayları da bol bol incelendi:

Hollanda’da Snellius ve Fransa’da Descartes birbirinden habersiz kırılma yasalarını açıkladılar; Newton beyaz ışığın bileÅŸimini keÅŸfetti; Römer ilk defa ışığın hızını saptadı. Bununla birlikte, ışık ışınlarının niteliÄŸi gene de anlaşılamadı: ışık Descartes ile Newton’un dediÄŸi gibi küçük tanelerden mi, yoksa Huygens‘in dediÄŸi gibi dalgalardan mı oluÅŸuyordu? Bu sorunun karşılığı daha sonra gelecekti. O sıralar ancak, optik araçlar (mikroskop, gök dürbünü, teleskop) bulunup geliÅŸtiriliyordu, tıpkı barometreler ve boÅŸaltma tulumbaları gibi. Bu çağın en önemli olayı ise, Newton tarafından evrensel çekim gücünün (yerçekimi) bulunması olmuÅŸtur.

Deneysel Fizik

Fizik XVIII. yy.da geliÅŸti ve son derece yaygınlık kazandı. Bilginler, «fizik odaları»nda, halk önünde basit, ama gösteriÅŸli deneyler yaptılar. Bu, elektrikte ilk önemli buluÅŸların gerçekleÅŸtiÄŸi dönem oldu: yalıtkan ve iletken cisimler arasındaki ayırım, pozitif ve negatif elektriÄŸin ortaya çıkartılması, Amerikalı Franklin‘in paratoneri icadı bu döneme rastlar. Optikte, Fransız Bouguer ışık yoÄŸunluÄŸunu ölçmek için fotometreyi icat etti. Nihayet, hassas termometreler de bu sıralarda yapıldı.

Uzmanlık Dalları

XIX. yy.da fizikte, mekanik ve ısı olayları arasındaki iliÅŸkileri inceleyen termodinamik; elektrik akımlarının magnetik özelliklerini ve uygulama alanlarını inceleyen elektromagnetizma gibi yeni dallar ortaya çıktı. Aynı zamanda, «evrensel» düşünürler de artık yerlerini uzmanlara bıraktılar. Optikte, giriÅŸim (iki noktasal kaynaktan çıkan ışık ışınlarının üst üste çakışmasıyla ortaya çıkan ardışık ve almaşık parlak ve karanlık ÅŸeritler) ve polarma (bazı maddelerin yansıttığı veya kırdığı ışığın özgülüklerindeki deÄŸiÅŸim) olaylarının keÅŸfedilmesi, Fresnel’in savunduÄŸu dalga kuramı’nın zaferini geçici olarak saÄŸladı. Bu arada spektroskop! ve fotoÄŸrafçılık gibi yeni teknikler ortaya çıktı; ve görünmeyen iki ışın bulundu: kızılaltı ve morötesi.

Elektrikte, Volta‘nın pili icat etmesi (1800), elektrik akımının incelenmesine yol açtı. ElektriÄŸin özgülüklerini açıklamak için Ohm, Pouillet, Faraday, Ampere, Örsted birtakım yasalar buldular, daha sonra Maxwell bunların sentezini gerçekleÅŸtirdi. Bu kuramsal sonuçlara, telgraf, telefon, akümülatörler, elektrik lambası, dinamo gibi birçok pratik uygulama eklendi.

1880’e doÄŸru, bazıları, fiziÄŸin artık hemen hemen tamamlandığını söylerken, radyoelektrik dalgalar, elektron, X ışınları ve radyoaktiflik gibi bir dizi yeni buluÅŸ, yüzyılın sonunu belirledi.

Sonsuz Küçük

Fizikçiler, gözlenen olayları daha iyi anlamak için, XX. yy. baÅŸlarında, geleneksel düşünceleri altüst eden kuramlar öne sürdüler. Alman Max Planck 1900’de kuvanta (enerji «tanecikleri») kuramı’nı ortaya attı; bu kurama göre, enerji ancak aralıklı, kesik kesik yayınlanabilirdi. 1905 yılında baÅŸka bir Alman, Albert Einstein, bağıllık (izafiyet) kuramını yayımladı.

Bu yeni kuramlar, maddenin yapısının incelenmesinde geniÅŸ ölçüde ilerleme olanağı saÄŸladı. 1913’te Danimarkalı Niels Bohr, kuvanta kuramını atoma uygulamayı önerdi ve Alman Sommerfeld 1916’da bu kuramı, bağıllık aracılığıyla tamamladı. 1924’te, ışık için önceden varılmış bir sonucu genelleÅŸtiren Louis de Broglie, her madde taneciÄŸinin bir dalga ile birlikte bulunduÄŸu düşüncesine dayanan dalga mekaniÄŸi iddiasını öne sürdü. Alman Heisenberg, 1925’ten baÅŸlayarak, bir taneciÄŸin hızının ve konumunun aynı anda kesin olarak bilinmesi olanaksızlığını gösteren kendi kuvanta mekaniÄŸi’ni geliÅŸtirdi.

Bütün bu çalışmaların sentezi, 1930 yılında İngiliz Dirac tarafından gerçekleştirildi: onun bağıllık, kuvanta ve dalga mekaniği konusundaki görüşleri, çok geçmeden pozitif elektronların bulunmasıyla doğrulanmış oldu.

O tarihten sonra, atom çekirdeÄŸinin parçalanması baÅŸarıldı ve yapay radyoaktifliÄŸin bulunması, atom bombasının ve atom pilinin yapımına yol açtı. Günümüzde, nükleer fizik ile ortaya çıkan taneciklerin çeÅŸitliliÄŸi, atomun ne kadar zengin olduÄŸunu gösterdi. Öte yandan, astrofizik dalı, yıldızları yöneten mekanizmayı öğrendikten sonra, bağıllık yasalarını uygulayarak Evren’in tarihini yazmaÄŸa giriÅŸti. Böylece, fizik bilimi, kendine yeni temeller bulduktan sonra, araÅŸtırmalarını, sonsuz küçükten sonsuz büyüğe doÄŸru geniÅŸletme yoluna girdi.

(Solda) «Hareket Halindeki Kuvvetler»:” tasvir eden bu gravürde, kuvvetlerin mekanik uygulaması ve bunun sonucu olan kaldıraç, palanga, su çarkı, eÄŸik düzlem gibi araçlar görülüyor.

(SaÄŸda) D’Alembert’in (1717-1783), Louis Tocque tarafından yapılan portresi (Versailles, Fransa). Filozof ve matematikçi olan d’Alembert, Diderot’un ünlü “Ansiklopedi”sine yardım etti ve fizikçi olarak da bir «Dinamik» ders kitabı yazdı.

Elektrik Öpücüğü

XVIII. yy.da sürekli kıvılcım çıkartan elektrostatik makinelerin icadıyla elektrik, bazı salonlarda moda oldu. Bu salonlarda, hayvanlara elektrik vermekle veya kıvılcım yardımıyla eşyayı tutuşturmakla eğleniliyor veya yalıtkan bir tabureye çıkmış iki deneycinin, dudakları arasından şimşek çaktırmaları seyrediliyordu: buna «elektrik öpücüğü» deniyordu.

(Solda) Antonio Pacinotti’nin (1841-1912) icat ettiÄŸi bu elektrik dinamosu, baÅŸlangıçta ilgi görmemiÅŸti. Ne var ki, Belçikalı elektrikçi Zenobe Gramme 1871’de, ilk elektrik jeneratörünü, bu makinenin ilkesini benimseyerek gerçekleÅŸtirdi. Sanat ve Meslekler Milli Konservatuvarı, Paris.

(Sağda) XVI. yy.da, Flaman matematik ve fizik bilgini Simon Stevin, mekanik konusunda, bir eğik düzlem üzerindeki cisimlerin dengesini ele alan, üç kitap yayımladı ve resimde ortaya konan «kuvvetlerin paralelliği» kanununu açıkladı.

(Solda) Çağdaş fiziğin temeli olan kuvanta kuramının kurucusu, Alman bilgini Max Planck (1858-1947).

(SaÄŸda) Ampere’in (1775-1836) kendi eseri olan portresi. Büyük matematikçi, elektromagnetizma konusundaki kuramlarıyla fizik alanında da ün yapmıştır; elektrik akımının ÅŸiddet ölçme birimine onun adının verilmesi sebepsiz deÄŸildir.

Bilimler Akademisi ArÅŸivi, Paris.

Kaynak: Kadim Dostlar ™ Forum

Bu içerik 24.11.2007 tarihinde hale tarafından, Fizik - Kimya - Biyoloji Konu Anlatımları bölümünde paylaşılmıştır ve 3435 kez okunmuştur. Bu içeriğin devamında incelemek isteyebileceğiniz 0 adet mesaj daha bulunmaktadır.

Fiziğin Tarihçesi | Uzmanlık Dalları orjinal içeriğine ulaşmak için tıklayın ...