Fen Lisesi/9. Sınıf/Fen Lisesi Fizik/Fizik Bilimine Giriş/Fiziğin Uygulama Alanları

Eğitim seviyesi Bu öğrenim kaynağı ortaöğrenim (lise) seviyesindedir.

Fizik biliminin amacı evreni ve içerisinde oluşan olayları gözlemek olduğu için çalışma alanı oldukça geniştir. Yağmur, kar, sis, rüzgar gibi hava olayları, deprem, sel, heyelan gibi doğal afetler ve yer çekimi, mıknatısın çekim gücü gibi olaylar fizik biliminin uygulama alanı kapsamındadır. Ayrıca beyaz eşya, cep telefonu, robotlar gibi bir çok ürünün icadı da ağırlıklı olarak fizik bilimine bağımlıdır.

Fiziğin Uygulama Alanlarının Alt Dalları ve Diğer Disiplinlerle İlikşisi

Fiziğin Alt Dalları

Fiziğin başlıca iki alt dalı, ve bunların temelinden oluşan altı alt dalı olmak üzere toplam sekiz alt dalı vardır:

• Mekanik
• Elektromanyetizma
  • Termodinamik
  • Optik
  • Nükleer Fizik
  • Katı Hal Fiziği
  • Atom Fiziği
  • Yüksek Enerji ve Plazma Fiziği

Fiziğin alt dalları diğerlerinin temelinden oluştuğu için birbirlerinden bağımsız değildir. Yeni icatlar, teknolojinin gelişmesi, bilimsel araştırmalar fizikte yeni alt dal oluşturabilmektedir.

Mekanik

Fiziğin kuvvet, hareket, denge ve enerjisini inceleyen, denge ve hareket durumlarını sebep-sonuç ilişkisi ile açıklayan, hareket halindeki maddelerin yaptığı hareket çeşitlerini ve bu hareketi yapmalarının nedenini açıklayan alt dalıdır. Denge ve hareket ister ayrı ayrı, ister birlikte incelenebilir. Üç ayrı bölümden oluşmaktadır:

• Statik: Cisimlerin denge durumlarını inceler. Köprü, bina, baraj, direk vs. yapımı statik bilgisine bağımlıdır. (örn. Çanakkale Köprüsü)
• Dinamik: Mekaniğin kuvvet, hareket ve enerji arasındaki ilişkisini inceler. Örn. topa vurulduğunda uygulanan kuvvet, saatteki hızı, kaç saniye sonra duracağı ve kazandığı enerji ve sürat bu bölümde incelenmektedir.
• Kinematik: Cisimlerin hareketini kuvvetten bağımsız olarak inceler. Amaçları arasında cisimlerin hareketini açıklamak ve zaman içindeki değişimlerini tahmin etmek yer almaktadır.

Kısmen ya da tamamen hareketli olan tüm sistemlerin üretimi mekanik bilgisine bağımlıdır. Bu nedenle makine, gemi, uçak, inşaat, fizik, otomotiv gibi birçok meslek alanında çalışanlar mekanik bilgisine ihtiyaç duymakta, bu sektörlerde mekanik eğitimi de verilmektedir.

Elektromanyetizma

Fiziğin elektrik yükünü, yüklü parçacıkların hareketi ile meydana gelen olayları, parçacıkların arasındaki kuvveti, manyetik maddeleri ve özelliklerini, oluşturdukları etki alanlarını inceleyen, elektriğin de manyetik etkisinin olduğunu betimleyen alt dalıdır. Elektrik ve manyetizma alanlarının ilgilendiği tüm alanları kapsar. Radyo, televizyon, bilgisayar gibi elektrik devreleri içeren cihazlar ve tüm elektrik devreleri, tesisatlar, sigortalar, parçacık hızlandırıcıları, elektrik motoru gibi elektronik aletlerin üretimi ve çalıştırılması bu alt dala bağlıdır.

Dinamo

Elektrik motoru

Halk arasında Dinamo ismi verilen cihaz, hareketten elektrik enerjisi üretir. Elektrik motoru ise elektrik enerjisini mekanik enerjiye çevirir. Aynı yasalar ile çalışsa da bu iki cihaz birbirinin tersi şeklinde çalışır. 19. yy'a kadar elektrik ve manyetizma birbirinden bağımsız kuvvetler olarak gözlemlenirken, günümüzde bu iki kuvvet birlikte ele alınmaktadır.

Termodinamik

Termodinamik konusunu Vikipedi'de de okuyabilirsiniz.

Isı, enerji ve sıcaklığı ele alan fiziğin alt dalıdır. Fırının içindekileri ısıtmasını, buzdolabının içindekileri soğutmasını, araba aküsünün çalışırken sıcaklığın artmasını ve hızlı hareket eden veya yüksekten düşen cisimlerin kinetik enerjisini inceler. Kısa özetle; katı-sıvı-gaz durumlarını ve birbirleri arasındaki ilişkiyi inceler.

Üzerine termal macun sıkılan bilgisayar işlemcisi

Bilgisayar, televizyon gibi elektronik eşyalar çalışırken içindeki parçaların (anakart, işlemci vs.) sıcaklığı artmakta, aşırı sıcaklık bu parçalara zarar vermektedir. Bu nedenle fizik, elektrik, makina vs. mühendisleri termodinamik yasalarından yararlanmaktadır. Isınma sorununun önüne geçmek için; bilgisayarlarda işlemcinin üzerine sıkılan ve işlemciden aldığı sıcaklığı üzerine takıldığı fanın alüminyum yüzeyine aktaran termal macun icat edilmiştir.

Soba

Soba yakıldığında sıcaklığın daha fazla yayılması için sobanın içindeki kömürün üzerine bir kaç odun konur, odunların biri tutuşturularak diğer odunların üzerine konur.

Optik

Işığın yapısı, ışık olayları vs. inceleyen fiziğin alt dalıdır. Işık hemen hemen tüm canlıların yaşam kaynağıdır. Bitkiler fotosentez yapabilmek için ışığa ihtiyaç duyarlar. Yıldız ve gezegenlerin gözlemlenmesinde de fiziğin bu alt dalından yararlanılmaktadır. Bu yüzden astrofizik ve uzay mühendisliği dallarında da büyük rol üstlenmektedir.

Fotoğraf makinesi, teleskop, dürbün gibi araçların icadı ve üretimi de optik bilimine bağlıdır.

Tıpta ise, göz bozuklukları (miyop, hipermetrop vs.) tedavisinde optik biliminden yararlanılmakta, doktor tarafından reçete ile yazılan gözlükler yüz yapısı ve cam numarasına göre yapılmaktadır.

Nükleer Fizik

Çekirdek fiziği olarak da bilinir. Atom çekirdeğinin yapısını ve meydana gelen olayları inceler. Atom çekirdeği, atomun hacimsel olarak ${\tfrac {1}{10^{13}}}$'ünü, kütlesinin %99,9'unu oluşturmaktadır. Nükleer fizik, çekirdeğin kararlılığı ile ilgili çalışmalar yapmaktadır.

Nükleer fizik çalışmalarından elde edilen bilgilerin sonucunda PET (Pozitron Emisyon Tomografisi) ve BT (Bilgisayarlı Tomografi) gibi cihazlar geliştirilmiştir. PET cihazı ile beynin çalışmasının bir çok aşaması görüntülenebilir. Nükleer tepkimeler (fisyon-füzyon) sonucunda yeni maddeler keşfedilmiş ve tıp alanına katkıda bulunmuştur. Bunun sonucu nükleer tıp dalı ortaya çıkmış, kanser tedavisinde gelişmeler yaşanmıştır.

Dünyanın ve doğadaki varlıkların (kayalar vs.) yaşı hesaplanırken de nükleer fizik sayesinde bulunan yöntem ve yasalar kullanılmaktadır. Fosillerin yaşı karbon atomunun sayısıyla, kayaların yaşı ise uranyum ve kurşun atomlarının oranıyla bulunmaktadır.

Canlıların en temel ihtiyacı olan gıdaların ömrünün uzatılmasında da nükleer fizikten yararlanılmaktadır.

Fiziğin Diğer Disiplinlerde İlişkisi

Fizik ve Spor

Bu Sayfada Çalışma Devam Etmektedir

Katkı sağlamak isteyenler için. Lütfen yakın zamanda katkı yapılmışsa katkı sağlamadan önce Tartışma sayfasında iş bölümü yapınız.