1.
temel bilimlerde, test edilecek bir cismin kütlesinin ölçümünü sağlayan ve ingiliz fizikçi/metrolog bryan kibble tarafından geliştirilmiş olan cihaz. watt dengesi olarak da bilinir.
aslında burada "test edilecek cisim"den kasıt, kilogramın tanımını belirleyen nesne. bugün dünyanın neresine giderseniz gidin "1 kilogram" dediğinizde anlaşılan şey her yerde aynıdır. yıllar önce standart hâle getirilen bu tanım, şu anda paris'te, uluslararası ağırlıklar ve ölçüler bürosu'nda bulunan bir platin-iridyum silindir cismin kütlesini temel alarak oluşturulmuş. bu silindirin çapı da yüksekliği de 39 milimetre.
fizik bilimi ilerledikçe, evrendeki her şeyin temelinde aslında modern fizik de dediğimiz kuantum mekaniğinin yattığı görüldü. dolayısıyla temel bilimlerdeki kütle, akım şiddeti, sıcaklık gibi bazı temel büyüklüklerin tanımlarını değiştirmek ve bunları yukarıda bahsi geçen silindir gibi birtakım fiziksel objelere değil, kuantum fiziğinden temel alan bazı formüllere dayandırmak ihtiyacı doğdu. dolayısıyla 2018'de yapılan bir çalışmayla kütlenin tanımı da değiştirildi. artık kütle planck sabiti üzerinden tanımlanıyor ve kibble dengesi dediğimiz alet de bu tanımın yapılabilmesi için gereken ölçümü yapan, hassas bir elektromekanik cihaz.
normal bir terazide 2 kefe olduğunu ve ölçümün bu kefelere konan ağırlıklar ile yapıldığını biliriz. kibble dengesinde 1 kefe ve ikinci kefenin yerinde de bir motor bulunur. ağırlık ve hız modu olmak üzere 2 tür modda çalıştırılır ve ölçüm bu şekilde yapılır.
ölçümler vakum içerisinde gerçekleştirilir. bahsettiğim silindir, kefeye konur. bobinden elektromanyetik alan oluşturacak bir akım geçirilir ve silindirin kütlesiyle manyetik alan şiddeti birbirine eşit olana kadar akım verilmeye devam edilir. buradan kütle ile kütle çekim ivmesinin çarpımının manyetik alan şiddeti, bobin telinin uzunluğu ve telden geçen akım miktarının çarpımına eşit olduğu bir eşitlik elde edilir. buraya kadar olan işlemler ağırlık modunu oluşturur.
manyetik alan şiddetiyle bobin telinin uzunluğunu ölçebilmek için hız modu devreye girer. bu kez ağırlığın olduğu kefe değil motor çalıştırılır. bobin manyetik alan içerisinde sabit hızla ileri geri hareket ettirilir. buradan elde edilen voltaj aracılığıyla ikinci bir formül elde edilir ki bu da manyetik alan şiddeti, tel uzunluğu ve hızın çarpımının voltaja eşit olduğu bir formüldür. böylece elde 2 adet formül oluşur. bunlardaki ortak terimler çekilir ve 2 formül birbirine eşitlenir.
bu eşitliklerdeki voltaj ve akımı kesine yakın bir değerde ölçmek için sırasıyla josephson eklemi ve kuantum hall etkisi kullanılır. böylece planck sabitine geçiş yapılabilir. zira fizikte bir büyüklük, 1'den çok eşitlikle ifade edilebilir. planck sabitine geçiş de, hesaplanan akım değerinin voltaj/direnç ifadesiyle sağlanır. planck sabitinin formülasyonunda da kütle ifadesi geçtiğinden, kütlenin tanımı buradan planck sabiti ile doğrudan eşleştirilmiş olarak karşımıza çıkar.
huzurlarınızda kibble dengesi:
görselin kaynağı
aslında burada "test edilecek cisim"den kasıt, kilogramın tanımını belirleyen nesne. bugün dünyanın neresine giderseniz gidin "1 kilogram" dediğinizde anlaşılan şey her yerde aynıdır. yıllar önce standart hâle getirilen bu tanım, şu anda paris'te, uluslararası ağırlıklar ve ölçüler bürosu'nda bulunan bir platin-iridyum silindir cismin kütlesini temel alarak oluşturulmuş. bu silindirin çapı da yüksekliği de 39 milimetre.
fizik bilimi ilerledikçe, evrendeki her şeyin temelinde aslında modern fizik de dediğimiz kuantum mekaniğinin yattığı görüldü. dolayısıyla temel bilimlerdeki kütle, akım şiddeti, sıcaklık gibi bazı temel büyüklüklerin tanımlarını değiştirmek ve bunları yukarıda bahsi geçen silindir gibi birtakım fiziksel objelere değil, kuantum fiziğinden temel alan bazı formüllere dayandırmak ihtiyacı doğdu. dolayısıyla 2018'de yapılan bir çalışmayla kütlenin tanımı da değiştirildi. artık kütle planck sabiti üzerinden tanımlanıyor ve kibble dengesi dediğimiz alet de bu tanımın yapılabilmesi için gereken ölçümü yapan, hassas bir elektromekanik cihaz.
normal bir terazide 2 kefe olduğunu ve ölçümün bu kefelere konan ağırlıklar ile yapıldığını biliriz. kibble dengesinde 1 kefe ve ikinci kefenin yerinde de bir motor bulunur. ağırlık ve hız modu olmak üzere 2 tür modda çalıştırılır ve ölçüm bu şekilde yapılır.
ölçümler vakum içerisinde gerçekleştirilir. bahsettiğim silindir, kefeye konur. bobinden elektromanyetik alan oluşturacak bir akım geçirilir ve silindirin kütlesiyle manyetik alan şiddeti birbirine eşit olana kadar akım verilmeye devam edilir. buradan kütle ile kütle çekim ivmesinin çarpımının manyetik alan şiddeti, bobin telinin uzunluğu ve telden geçen akım miktarının çarpımına eşit olduğu bir eşitlik elde edilir. buraya kadar olan işlemler ağırlık modunu oluşturur.
manyetik alan şiddetiyle bobin telinin uzunluğunu ölçebilmek için hız modu devreye girer. bu kez ağırlığın olduğu kefe değil motor çalıştırılır. bobin manyetik alan içerisinde sabit hızla ileri geri hareket ettirilir. buradan elde edilen voltaj aracılığıyla ikinci bir formül elde edilir ki bu da manyetik alan şiddeti, tel uzunluğu ve hızın çarpımının voltaja eşit olduğu bir formüldür. böylece elde 2 adet formül oluşur. bunlardaki ortak terimler çekilir ve 2 formül birbirine eşitlenir.
bu eşitliklerdeki voltaj ve akımı kesine yakın bir değerde ölçmek için sırasıyla josephson eklemi ve kuantum hall etkisi kullanılır. böylece planck sabitine geçiş yapılabilir. zira fizikte bir büyüklük, 1'den çok eşitlikle ifade edilebilir. planck sabitine geçiş de, hesaplanan akım değerinin voltaj/direnç ifadesiyle sağlanır. planck sabitinin formülasyonunda da kütle ifadesi geçtiğinden, kütlenin tanımı buradan planck sabiti ile doğrudan eşleştirilmiş olarak karşımıza çıkar.
huzurlarınızda kibble dengesi:
görselin kaynağı
devamını gör...