FİZİK

Fizik biliminin konusu, en genel tanımıyla, maddeyi ve enerjiyi incelemektir. Maddenin katı, sıvı, gaz ve plazma gibi değişik durumla­rı, bütün maddesel varlıkları oluşturan atom ve moleküller, atomların yapısındaki temel parçacıklar ve bu parçacıkları bir arada tutan kuvvetler fiziğin inceleme alanına girer. Bun­ların dışında, ışık, ısı, ses, radyo dalgalan ve bütün öbür enerji biçimleri, enerjinin dönü­şümü ve aktarımı, elektrik, magnetizma, kütleçekim kuvveti ve öbür doğal kuvvetlerin rol oynadığı bütün olgular (fenomenler) fiziğin temel araştırma konularıdır.

Fizikçiler, deneylerle elde ettikleri bilgiler­den ve matematiksel yöntemlerden yararlana­rak, bu doğa olgularını açıklayabilecek kap­samlı ilkeler ya da yasalar ortaya koyarlar. Bu nedenle, bütün bilimlerde olduğu gibi fizikte de deneylerin iyi tasarlanması, büyük bir titizlikle gerçekleştirilmesi ve bütün koşulla­rın kesinlikle denetim altında tutulması sağ­lıklı sonuçlara varabilmek açısından son dere­ce önemlidir. Deneylerin güvenilir olması için, kullanılan ölçü aletleri olağanüstü duyar­lı, ölçümler çok titiz olmalı, alınan sonuçların doğruluğunu sınamak için gerekli denetleme yöntemlerine başvurulmalı ve elde edilen bütün bilgiler ayrıntılarıyla kaydedilmelidir.

Bazı fizikçiler maddenin ve enerjinin doğa­sını açıklamaya yardımcı olacak bilgileri de­neylerle toplamaya çalışırken, bazıları da doğa olgularını ve deney sonuçlarını gelişmiş matematik yöntemleriyle yorumlamaya uğra­şırlar. Bu "kuramsal" fizikçilerin ortaya attık­ları varsayım (hipotez) ve kuram'larm (teori) geçerliliği yeni deneylerle sınanır. Deney sonuçlarının, olabildiğince çok sayıda doğa olgusunu kapsayacak biçimde genelleştirilme-siyle fizik yasaları denen genel ilkelere varılır.

Fiziğin Gelişmesi

Fizik en eski bilimlerden biridir. Eskiçağlarda deneysel yöntemler bilinmediği için, ilk fizik­çiler daha çok kuramsal çalışmalar yaparlardı. Gene de, yüzyıllar sonra deneylerle varılan gerçeğe çok yakın bazı kuramlar geliştirmiş olmaları şaşırtıcıdır. Örneğin İÖ 5. yüzyılda yaşamış olan Eski Yunanlı düşünürlerden Demokritos ile Leukippos maddenin atomlar­dan oluştuğuna inanıyorlardı. Oysa atom kuramının doğruluğu ancak 19. yüzyılda ka­nıtlanabildi. Uygulamalı fiziğin başlangıcı, yani fizik ilkelerinden mühendislikte ve gün­lük yaşamda yararlanılmaya başlaması da çok eskiçağlara dayanır. Eski Mısırlılar piramitle­rin yapımında önemli fizik ilkelerinden birço­ğunu uygulamışlardı. Kaldıraç ilkesi ve özgül ağırlık gibi çok önemli buluşları olan Eski Yunan bilgini Arşimet (İÖ yaklaşık 287-212) ise ilk deneysel fizikçilerden biridir.

Sonraki yüzyıllarda matematiğin gelişmesi giderek daha karmaşık kuramların doğmasına olanak verirken, bilimsel aygıtların bulunup geliştirilmesi de çok daha duyarlı deneylerin yapılabilmesini sağladı. İtalyan bilgini Galileo Galilei (1564-1642) çok önemli kuramlar ge­liştirdi ve bunları kendi yaptığı deneylerle sınadı. İngiliz bilim adamı Sir Isaac Nevvton (1642-1727) da düşünceleri sağlam gözlemlere dayanan parlak bir kuramcıydı. Böylece Gali­leo ile Nevvton, ısı, ışık, ses, mekanik, elek­trik ve magnetizma gibi konuları kapsayan "geleneksel" ya da "klasik" fiziğin öncüleri oldular.

Atom fiziği, nükleer fizik (çekirdek fiziği), parçacık fiziği ve astrofizik gibi temel dalları içeren "modern" fizik ise 19. yüzyılın sonu ile 20. yüzyılın başında doğdu. 1895-1905 yılları arasında gerçekleştirilen ikisi kuramsal, üçü deneysel beş temel çalışma modern fiziğin doğuşunu hazırlayan birer dönüm noktası sayılır. Bu dönüm noktalarından ilk ikisi Alman fizikçi Max Planck'ın (1858-1947) kuvantum kuramı ile Alman asıllı ABD'li fizikçi Albert Einstein'ın (1879-1955) görelilik kura­mının yayımlanmasıdır. Fizikte yeni bir çağ açan üç deneysel çalışma ise İngiliz fizikçi Joseph John Thomson'ın (1856-1940) madde­nin en küçük parçacıklarından biri olan elek­tronu belirlemesi, Alman fizikçi Wilhelm Röntgen'in (1845-1923) X ışınlarını tanımla­ması ve Fransız kimyacı Henri Becquerel'in (1852-1908) radyoaktifliği bulmasıdır.

Fiziğin Dalları

Fizik bilimi, kuramlarına kesinlik ve açıklık getirmek üzere büyük ölçüde matematikten yararlanırken, fizik ilkeleri de başta kimya, astronomi, jeoloji ve biyoloji olmak üzere birçok bilimde uygulama alanı bulmuştur. Kimyanın en önemli dallarından biri olan fiziksel kimya ile fiziğin temel dalları arasında sayılan astrofizik, jeofizik ve biyofizik gibi örtüşmeli alanlar bu uygulamanın ürünleridir.

Mekanik, fiziğin en eski vc en geniş kap­samlı dalıdır. Hareket halindeki cisimlerin davranışlarını ve durağan cisimlerin basınç ya da başka kuvvetler karşısındaki tepkilerini inceleyen mekanik birçok altdala ayrılır. Ci­simlerin hareketi ile kuvvetler arasındaki etkileşimi konu alan dinamik, durağan ya da denge durumundaki cisimleri inceleyen statik, sıvıların ve gazların davranış özelliklerini araştıran akışkanlar mekaniği ile katıların davranışlarını inceleyen katılar mekaniği, akışkanların hareket ilkelerini konu alan hid­rodinamik ile durgun akışkanları inceleven hidrostatik klasik mekaniğin abdallarıdır. Me­kaniğin temel kuramını büyük ölçüde Sir Isaac Nevvton'a borçluyuz. Cisimlerin yere düşmesi, sarkaçların salınımı ve gezegenlerin Güneş çevresindeki dolanından Nevvton'ın mekanik ve evrensel çekim kuramlarıyla açık­lığa kavuşmuştur.

Çok hızlı hareket eden cisimlerin davranış­larını açıklayan görelilik kuramı ile atomun yapısındaki elektron, proton gibi çok küçük parçacıkları ve dalga hareketini inceleyen kuvantum mekaniği, fiziğin bu dalının daha yeni ve çığır açıcı bölümleridir. Optik, elek­trik, atom fiziği ve nükleer fizik konularını anlayabilmek için gerekli temel kavramlar görelilik kuramı ile kuvantum mekaniğinden doğmuştur.