Fizik Bilimi

Fizik Bilimi​

Fizik ile kimya yakın bilimler olmasına rağmen inceledikleri olaylar bakımından birbirinden ayrılırlar. Fizik, maddenin yapısında değişiklik meydana getirmeyen geçici olayları; kimya ise maddenin yapısında değişiklik meydana getiren devamlı olayları inceler.
Fizik, kendisini ilgilendiren olayları şu altı temel ünite altında inceler.

• Cisimlerin hareket ve denge şartlarını inceleyen, kuvvet ve enerji üzerine ölçmeler yapan; Mekanik
• Cisimlerin sıcaklıkla değişen özelliklerini ısı ve sıcaklık arasındaki bağlantıları, ısı enerjisini inceleyen; Isı
• İşitme duygumuza etki eden fizik olaylarını inceleyen; Ses
• Görme duygumuza etki eden, ışıklı olayları inceleyen; Işık bilgisi (optik)
• Mıknatıs ve elektriklenmiş cisimlerin özelliklerini, elektrik akımı*nın etkilerini inceleyen; Elektrik
• Atomun bünyesi, ışık ile elektrik, ısı ile elektrik arasındaki bağın*tıları, radyoaktiflik olaylarını, madde ve ışınlar arasındaki bağıntıları inceleyen; Atom fiziği

Fizik Olayları Nasıl İnceler?
İnsanlar, yüzyıllar boyunca etraflarında geçen tabiat olayları karşısında duydukları tecessüs netice*sinde zihinlerinde beliren "Neden", "Niçin?" sorularına aradıkları cevapları, geleneklerde veya dini otorite*lerin fikirlerinde buldular. Bu cevaplar onları tatmin etmese dahi, geleneklere ve otorite saydıkları kimse*lerin fikirlerine itiraz etmeyi düşünmediklerinden onları aynen kabul ettiler.
Mesela, cisimlerin düşmesi hakkında eski Yunan Filozofu Aristo'ya sorulan "ağır cisimler mi, yoksa hafif cisimler mi daha hızlı düşerler?" sorusuna, yanılmazlığı mutlak sayılan filozof "ağır cisimler" diye cevap verdiği için, yüzyıllarca bu fikir kabul edildi. Fakat ilk defa İtalyan bilgini Galileo (Galile, 1564–1642) "boş*lukta bütün cisimler aynı hızla düşerler" diye Aristo'nun fikrine itiraz ettiği zaman, kimse ona inanma*dı. Çünkü büyük filozof Aristo yanılmazdı.
Galileo İtalya'da Pisa (Piza)'daki eğik kulede deneyler yaparak hafif bir cisimle ağır bir cismin aynı hızla düştüklerini gösterince sağduyusahipleri Galileo'ya hak verdiler. Fa*kat birçokları gözleriyle gördükleri gerçek karcısında bile "Bu olamaz, Aristo yanılmaz" diyerek uzaklaştı*lar. Fakat Aristo'nun, aksini söylemesine rağmen gerçek ortaya çıktı ve böylece Galileo olayları gözlem ve deneylerle inceleyen yeni bilimsel bir metodun kurucusu oldu.
İşte deneysel bir bilim olan fizik*te de, olayları incelerken evvela o olaylar hakkında gözlemler yapılır, bu olaylar üzerine etki eden çeşitli etmenler incelenir, bu etmenlerin olaylar üzerine yaptıkları etkileri arasında matematiksel bağlantılar araş*tırılır ve bundansonra da bu fizik ola*yı kanun veya prensiplere bağlanır.
Fizik (Yunanca φυσικός (physikos) doğal, φύσις (doğa) Doğa) enerji ve maddenin etkileşimini inceleyen bilim dalıdır. Enerjinin evreninin tarihindeki birincil rolü, her maddenin, özelliklerini açığa vurmak ve dönüşümlere katılmak için enerjiyle etkileşimde bulunması ve madde en temel bileşenlerine ayrışırken enerjinin en önemli öğe olması nedeniyle fizik, genellikle temel bilimlerin anası olarak bilinir. Madde ve madde bileşenlerini inceleyen, aynı zamanda bunların etkileşimlerini açıklamaya çalışan bir bilim dalıdır. Fizik genellikle cansız varlıklarla uğraşan, fakat çok zaman canlılarla ilgilenen bilimlere de yardımcı olan bir bilim kolu olarakta anılır. Fizik kelimesi yunanca Doğa anlamına gelen terimlerden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle yakın zamana kadar fiziğe Doğa felsefesi gözüyle bakılmıştır. Astronomi, Kimya, Biyoloji, Jeoloji, v.s. de birer doğa bilimi olmalarına rağmen, fiziğin en temel doğa bilimi ve aynı zamanda bu doğa bilimlerinin en önemli yardımcıları olduğu gerçektir. Diğer taraftan Tıp, Mühendislik, v.s. gibi uygulamalı bilimlerde çok kullanılan ve bazılarının temelini oluşturan fizik, ilk bakışta hiç ilgisi olmadığı düşünülen arkeoloji, psikoloji, tarih, vb. konularında da önemli bir yardımcıdır. Ancak konusu bakımından fiziğe en yakın, hatta fizikle içiçe olan bilim öncelikle kimyadır. O halde fizik hemen hemen tüm bilimlerin gelişmesine yardımcı olmakta ve birçok konuda onlarla iş birliği yapmaktadır. Bu işbirliğinden şüphesiz fizikten yararlanmakta ve gelişmektedir. Fiziğin en yakın yardımcısı ise matematiktir. Matematik bilimi kısaca fiziğin dilidir. Temel doğa bilimi olan fizik, evrenin sırlarını, madde yapısını ve bunların arasındaki etkileşimlerini açıklamaya çalışırken fiziğin başılıca iki metodu vardır:

• Gözlem
• Deney

Doğa olaylarının çeşitli duyu organlarını etkilemeleri sonucu fizikte çeşitli kolların gelişmesi sağlanmıştır. Bu sebeble görme duyusunu uyandıran ışıkla beraber fiziğin bir kolu olan optik gelişmiştir. Aynı şekilde işitme ile akustik, sıcak soğuk duygusu ile termodinamik, vb. fizik konuları ortaya çıkmıştır. Bunların yanı sıra elektromagnetima gibi doğrudan duyu organlarını etkilemeyen kollarıda gelişmiştir. Fiziğin 19. yüzyılın sonuna kadar geçirdiği aşamalarda geçirdiği aşamalarda her ne kadar mekanik temel ise de, birbirinden bağımsız olarak incelenen Fizik konuları kalsik fizik altında toplanabilir. 20. yüzyılın başından itibaren klasik fizik kurallarından daha değişik, ancak çok daha mantıklı ve mükemmmel sonuçlar elde edilmiştir. Bu tür modellerle olayı açıklayan Fizik kolları ise Modern Fizik adı altında toplanmıştır. Fizik eğitimi bugünde gerçeğe çok yakın sonuçlar veren Klasik Fizikle başlamaktadır
Fizik değişimin incelenmesi demektir. Fiziğin çoğu alanı, durağan (statik) olanla değil, devinenle (dinamik olanla) ilgilenir. Fiziğin amacı evrendeki "gözlenebilir" niceliklerin (enerji, momentum, açısal momentum, spin vs.) "nasıl" değiştiğini anlamaktır. "Niye" değiştiğini sorgulamak çoğunlukla felsefenin metafizik dalı veya teoloji'nin işidir.
Fiziğin evinimi anlatmak için, temel fizik kuramlarının formulasyonunda kullandığı temel araçlar Diferansiyel denklemler ve İntegro-diferansiyal denklemler olarak sıralanabilir. Hatta çoğu temel fizik kuramı sadece diferensiyal denklemler kullanarak formule edilmiştir. (örn. Newton yasaları, Maxwell denklemleri, Einstein denklemleri, Kuantum Fiziği ya da Schrödinger denklemi, Dirac denklemi).

Fizik araştırmalarının türleri
Fizik araştırmaları genellikle

• Kuramsal fizik
• Deneysel fizik

olarak ikiye ayrılır. Bu iki alandaki araştırmalar ise,

• Temel
• Uygulamalı

araştırmalar şeklinde ayrılır.

Kuramsal fizik, evrenin yasalarını deneysel fiziğin gözlemlerini kullanarak açıklamaya çalışır. Deneysel fizik, önerilen kuramlardan hangisinin doğru olduğuna karar vermek için tasarlanan deneyleri gerçekleştirir. Deneysel fizik sıklıkla, hiçbir kuramı olmayan yepyeni doğa olayları da keşfeder: Elektromanyetizma ve Radyoaktivite bu şekilde keşfedilmiştir. Fiziğin yeni alanları çoğunlukla deneylerde gözlenen çelişkili ya da açıklanamayan fenomenlere yanıt olarak geliştirilir. Fiziğin yeni alanları bazen, deneysel olarak doğrulanmadan önce, tamamiyle kuramsal olarak ortaya atılır (örneğin Görelilik kuramı ya da son zamanda önerilen yeni kuramlardan M-Kuramı gibi).
kuantum mekaniğinin ve Temel araştırmalar, yasaların pratikteki anlaşılabilirliği üzerinde yoğunlaşırken, uygulamalı fizik, adının da belirttiği gibi, varolan bilgiyi karmaşık sistemleri çözümlemek üzere pratik hayatta, ekonomide ya da başka fizik araştırmalarında kullanmaya gayret eder. Hem temel araştırmaların hem de uygulamalı araştırmaların kuramsal ve deneysel yönleri bulunur. Örneğin uygulamalı fiziğin çok verimli bir alanı Katı hal fiziğidir. Bu alanda araştırmacılar, elektromanyetizmanın temel yasalarına dayanarak, katı cisimleri oluşturan atomların davranışlarını çözümlemeye çalışır.
Fizik araştırmalarındaki gelenek ve kültür kuramsal araştırmaları özelleşme/uzmanlaşma olarak kabul etmesi nedeniyle diğer bilimlerden ayrılır. Biyoloji ve Kimya'da da kuramsal araştırmacılar bulunmasına karşın en başarılı kuramsal araştırmacılar aynı zamanda deneysel araştırmacı olmuştur ve bu bilimlerde salt kuramsal araştırmacılara karşı (bazen aleni olarak) büyük ön yargılar bulunur.

Fizik araştırma alanları

• Hızlandırıcılar fiziği
• Akustik
• Astrofizik
• Atom
• Molekül ve optik fiziği
• Bilgisayar fiziği,
• Katı hal fiziği (ya da Yoğun madde fiziği)
• Kozmoloji
• Sirogenik
• Sıvı hal fiziği
• Sıvıların dinamiği
• İstatistik fizik
• Polimer fiziği,
• Optik
• Malzeme fiziği
• Nükleer fizik
• Plazma fiziği
• Parçacık fiziği (ya da yüksek enerji fiziği)
• Araç dinamiği

İlgili alanlar

• Astronomi
• Biyofizik
• Elektronik Mühendislik
• Jeofizik Malzeme bilimi
• Matematiksel fizik
• Tıbbi fizik
• Fiziksel kimya
• Hesap fiziği

Ana kuramlar

• Fizik kuramları
• Klasik mekanik
• Termodinamik
• İstatiksel mekanik
• Elektromanyetik
• Özel görecelik
• Genel görecelik
• Kuantum mekaniği
• Kuantum alanı kuramı
• Standart model
• Sıvıların dinamiği

şeklide sıralanabilir.

Önerilen kuramlar

• Herşeyin kuramı,
• Büyük birleştirici kuram,
• M-kuramı,
• Sarmal kuramı,
• Döngüsel kuantum yer çekimi,
• Proses fiziği
• Birleşik alan kuramı

bazı önerilen kuramlar arasındadır.

Fizik kavramları

• Madde
• Antimadde
• Temel parçacık
• Bozon Fermiyon
• Simetri
• Hareket
• Korunum yasası (fizik)
• Kütle
• Enerji
• Momentum
• Açısal momentum
• Spin
• Zaman
• Uzay
• Boyut
• Uzayzaman
• Uzunluk
• Hız
• Kuvvet
• Tork
• Dalga
• Dalga fonksiyonu
• Kuantum içiçeliği
• Harmonik salınıcı
• Manyetizma
• Elektrik
• Elektromanyetik ışın
• Sıcaklık
• Entropi
• Fiziksel bilgi
• Vakum enerjisi
• Sıfır noktası enerjisi
• Faz geçileri
• Kritik fenomenler
• Kendi kendini örgütleme
• Ani simetri bozulması
• Süper iletkenlik
• Süper akışkanlık
• Kuantum fazı geçişleri

Temel kuvvetler/alanlar

• Kütleçekim kuvveti
• Elektromanyetizma
• Zayıf nükleer kuvvet
• Güçlü nükleer kuvvet

Fizik yöntemleri

• Bilimsel yöntem
• Fiziksel nicelik
• Ölçüm
• Ölçüm aletleri
• Birim çözümleme
• İstatistik
• Ölçeklendirme