maxwell denklemleri

insanlık tarihindeki en önemli bilimsel başarılarından birisini bize anlatan ve güzelliğiyle her denk geldiğimde beni gülümseten dört denklemden oluşan set. evrenin en büyük gizemlerinden biriyle alakalı bir manifesto.

insanlık için yüzyıllarca yük, elektrik, manyetizma, ışık gibi soyut entitiler büyük bir gizem olarak kaldı. hepsini deneyimledik ve yeni teknolojiler için kullandık ama nasıl etkileştiklerini pek kestiremedik. ta ki 1860'ların ortalarında james clerk maxwell bize aslında elektrik ve manyetizmanın aynı fenomenin farklı yansımaları olduğunu, birbirlerinden ayrı davranamayacaklarını ve nasıl oluştuklarını anlatana kadar. maxwell, ışık dediğimiz şeyin de aslında bir elektromanyetik dalga olduğunu iddia etti. bu doğruydu ama tam da değildi. ışık daha karışıkmış, bir elli yıl kadar sonra anlayabildik.

fizikteki en önemli birleştirici teorilerden biri maxwell'in elektromanyetik teorisi. evrendeki dört temel etkileşimden bir tanesini artık çok iyi tanıyoruz. buna ek olarak, elektrik mühendisliği maxwell'in cebinden çıkmıştır desek yanlış olmaz. elektrik üretim ve aktarım tekniklerimizi, enerjiyi dönüştüreceğimiz elektrik makinalarını, anten teorisini, tüm telekomünikasyon ağımızı ve neredeyse her türlü elektronik komponentin gelişimini bu dört denkleme borçluyuz.

esas güzelliği faydasında değil ama. bu kadar karışık ve soyut meseleleri, dört tanecik ezberden yazılabilecek kısalıkta denklemle açıklamasında. yüzleri gülümseten, sanat eseri gibi kendini dakikalarca izlettiren güzelliği basitliğinde. (bkz: simplicity is the ultimate sophistication)

bir sıra gözetmeksizin, aşağıdakilerden bahseder. sadece bir içgörü sağlanması amacıyla özetlenmişlerdir, tam olarak etkileşimleri tarif edebilmek ağır matematiksel fizik bilgisi gerektirir.

gauss' law for electric fields : eğer bir yerde elektrik alan var ise, bunun kaynağı olacak bir yük dağılımı da orada bulunmak zorundadır. ateş olmayan yerden duman çıkmaz.

gauss' law for magnetic fields : bütün manyetik alanlar kendileri üzerine kapanırlar. manyetik alanın "manyetik yük" gibi bir kaynağı yoktur. tek başına bir manyetik kutup doğada bulunamaz. bir mıknatısı ne kadar bölerseniz bölün, kuzeyini güneyinden güneyini de kuzeyinden yalıtamazsınız.

faraday's law : zamana bağlı değişen bir manyetik alan, eletrik alanın oluşumuna/indüklenmesine sebep olur. daire şeklinde iletken bir telimiz olsun ve çevrelediği alanda değişken bir manyetik alan oluşturalım. telde akım oluştuğunu görürüz. bir yerlerde (barajlarda mesela) kocaman bir manyetik alan dönüyor ve oluşturduğu elektrikle sen evindeki bilgisayarı şarj edebiliyorsun demek bu.

ampère's law : peki manyetik alanı nasıl oluşturacağız ? iki yol var : bildiğimiz elektrik akımını ya da çok yüksek frekanslı elektrik alanlarda kendini belli eden yerdeğiştirme akımını kullanarak. manyetik alanı güzel aktaran bir medyuma sahipsen, etrafına sardığın bobinlere elektrik vererek manyetik alan oluşturabilirsin. bu manyetik alan sana tork sağlayabilir. sonra da mesela elektrikli bir araba yaparsın.

mesleğimi bana sevdiren insana bir saygı duruşunda bulunmak istedim. edinburgh evimiz maxwell babamız*.

gece gece bilgilendiren keyiflendiren öğretici başlıktır.

not: ne olur emeğe saygı olarak üstteki tanımı beğenin çok güzel bilgiler çok güzel bir uğraş var ortada.

elektromanyetizmada, elektromanyetik alanların noktasal yük üzerinde oluşturduğu elektrik ve manyetik kuvvetlerin bileşkesi olan lorentz kuvveti yasası ile birlikte klasik elektrodinamik, klasik optik ve elektrik devrelerine kaynak oluşturan bir dizi kısmi türevli (diferansiyel) denklemlerden oluşur.


adını james clerk maxwell'den almıştır. bu denklem elektrik ve manyetik alanların birbirileri yükler ve akımlar tarafından nasıl değiştirildiği ve üretildiğini açıklar.