1.
ön açıklama: ders adı olarak açılan bir başlık mevcut. (bkz: elektromanyetik alan teorisi) fakat ben teorinin kendisini anlatacağım için başlığı bu şekilde açtım.
fizik ve matematik alanlarındaki çalışmalarıyla ünlü olan bilim insanı james clerk maxwell'in elektrik ve manyetizma arasındaki ilişkiye dair ispatı sonucu ortaya çıkan teori. bu sayede ışıkla ilgili önemli bilgilere de ulaşıldı.
yine upuzun bir yazı olacak. uyarmadı demeyin.
bu arkadaşlar meşhur maxwell denklemleri:
bu denklemler bize ne anlatıyor? tek tek bakalım.
***
resimdeki ilk eşitlik gauss yasası olarak bilinir. çeşitli kaynaklarda farklı şekillerde yazıldığına şahit olabilirsiniz.
cisimler, elektrik yükü dediğimiz bir özelliğe sahip olabilirler. elektrik yükleri pozitif ya da negatif yük olmak üzere 2 türdür. bir de nötr olmak dediğimiz yüksüzlük durumu var ki, burada onunla ilgilenmeyeceğiz.
bu yasa bize, elektrik yüklerinin nasıl elektrik alan oluşturduğunu anlatır. bir başka deyişle, elektrik yüklerinin, yarattıkları elektrik alandaki dağılımını anlatır.
***
ikinci formül de bir gauss yasasıdır. ancak bu sefer manyetizma ile ilgilidir. bir yüzeyden elektrik akımı geçiyorsa, orada bir elektrik alandan bahsedebiliriz. bu alan, hayali çizgilerle temsil edilir.
görselin kaynağı
çizgilerin ne kadar sık ya da seyrek olduğu, yani çizgi yoğunluğu, yüzeyden geçen elektrik alanın kuvveti hakkında bilgi verir. elektrik akısı olarak da adlandırabileceğimiz bu yoğunluk, manyetik alan için de benzer şekilde ifade edilir.
manyetizma için gauss yasası şunu söyler: eğer elimizde kapalı bir yüzey varsa, bu yüzey içerisinden geçen net manyetik akı sıfırdır çünkü bu yüzeyde manyetik alan çizgilerinin başlangıç ve bitiş noktaları belirli değildir. bu çizgiler, kapalı ilmekler oluşturur. kapalı bir yüzeyden çıkan manyetik alan çizgileri ile o yüzeye giren manyetik alan çizgileri sayıca birbirine eşittir.
yukarıdaki resimde gördüğünüz elektrik alan çizgileri, bu bakımdan farklıdır. onlar her zaman pozitiften negatife doğrudur ve kapalı ilmek oluşturmazlar. bunun altında yatan temel neden çift kutuplulukla ilgilidir. doğada hiçbir zaman tek kutuplu bir mıknatıs bulamazsınız.
***
3. formül faraday yasasıdır. zaman içerisinde değişen bir manyetik alanın elektrik akımı oluşturabileceğinden bahseder.
***
4. formül amper yasasıdır. eğer hareketli bir elektrik yükünüz varsa, bir manyetik alan üretirsiniz. üretilen bu manyetik alan, onu üreten elektrik akımıyla orantılıdır. bu yasa daha çok, elektrik alan üreten kapalı ilmekler (ya da teller diyebiliriz) ile ilgilidir. *
***
ilk yasa olan gauss yasası mesela şu formda yazılabilir:
görselin kaynağı
burada paydada ε0 olarak gördüğümüz nicelik, boş uzayın elektriksel geçirgenliğidir.
son yasa olan amper yasası da şu şekilde yazılabilir:
burada gördüğünüz μ0 da boş uzayın manyetik geçirgenliğidir.
yani bu ikisini uzayın, elektrik ya da manyetik akıya gösterdiği direnç olarak da düşünebilirsiniz.
***
şimdiii... diyelim ki bir elektrik yükünü aldınız ve aşağı yukarı ya da sağa sola doğru hareket ettirmeye başladınız. tüm bu anlattığım formülleri ve bize söylediklerini de göz önüne alırsanız ne olur? hareketli yükünüz, ona dik bir manyetik alan oluşturur. oluşan bu manyetik alan da hareket nedeniyle zamanla değişeceğinden, yeni bir elektrik alan oluşturur. yeni oluşan elektrik alanı, yine bir manyetik alan oluşturur ve bu olay bu şekilde sürüp gider.
görselin kaynağı
tam da bu görselde olduğu gibi; sağa sola doğru değişen elektrik alanlar ve ona dik yönde, yukarı aşağı şekilde oluşan manyetik alanlar.
maxwell bunu fark ettikten sonra, elde ettiği şeyin bir tür dalga olduğunu anladı. fakat ne tür bir dalga olduğunu bir süre düşünmesi gerekti. ε0 ve μ0 değerlerini de kullanarak (çünkü bunlar doğanın kendine ait değerleri. bunları biz uydurmadık.) bu dalgaların hızını hesaplamayı başardı: saniyede 299,792 kilometre! bilenlere tanıdık geldi bile...
18. yüzyılda ışığın hızı yaklaşık olarak hesaplanmıştı. maxwell işte bu sayıyı gördüğü anda, ışığın bir elektromanyetik dalga olduğunu anladı.
işte, maxwell'in başarısının bu kadar önemli olmasının nedeni, tüm bu formülleri harmanlayıp bugün birçok elektronik eşyanın temelini oluşturan taşları yerine oturtacak şekilde yorumlayabilmesidir.
fizik ve matematik alanlarındaki çalışmalarıyla ünlü olan bilim insanı james clerk maxwell'in elektrik ve manyetizma arasındaki ilişkiye dair ispatı sonucu ortaya çıkan teori. bu sayede ışıkla ilgili önemli bilgilere de ulaşıldı.
yine upuzun bir yazı olacak. uyarmadı demeyin.
bu arkadaşlar meşhur maxwell denklemleri:
bu denklemler bize ne anlatıyor? tek tek bakalım.
***
resimdeki ilk eşitlik gauss yasası olarak bilinir. çeşitli kaynaklarda farklı şekillerde yazıldığına şahit olabilirsiniz.
cisimler, elektrik yükü dediğimiz bir özelliğe sahip olabilirler. elektrik yükleri pozitif ya da negatif yük olmak üzere 2 türdür. bir de nötr olmak dediğimiz yüksüzlük durumu var ki, burada onunla ilgilenmeyeceğiz.
bu yasa bize, elektrik yüklerinin nasıl elektrik alan oluşturduğunu anlatır. bir başka deyişle, elektrik yüklerinin, yarattıkları elektrik alandaki dağılımını anlatır.
***
ikinci formül de bir gauss yasasıdır. ancak bu sefer manyetizma ile ilgilidir. bir yüzeyden elektrik akımı geçiyorsa, orada bir elektrik alandan bahsedebiliriz. bu alan, hayali çizgilerle temsil edilir.
görselin kaynağı
çizgilerin ne kadar sık ya da seyrek olduğu, yani çizgi yoğunluğu, yüzeyden geçen elektrik alanın kuvveti hakkında bilgi verir. elektrik akısı olarak da adlandırabileceğimiz bu yoğunluk, manyetik alan için de benzer şekilde ifade edilir.
manyetizma için gauss yasası şunu söyler: eğer elimizde kapalı bir yüzey varsa, bu yüzey içerisinden geçen net manyetik akı sıfırdır çünkü bu yüzeyde manyetik alan çizgilerinin başlangıç ve bitiş noktaları belirli değildir. bu çizgiler, kapalı ilmekler oluşturur. kapalı bir yüzeyden çıkan manyetik alan çizgileri ile o yüzeye giren manyetik alan çizgileri sayıca birbirine eşittir.
yukarıdaki resimde gördüğünüz elektrik alan çizgileri, bu bakımdan farklıdır. onlar her zaman pozitiften negatife doğrudur ve kapalı ilmek oluşturmazlar. bunun altında yatan temel neden çift kutuplulukla ilgilidir. doğada hiçbir zaman tek kutuplu bir mıknatıs bulamazsınız.
***
3. formül faraday yasasıdır. zaman içerisinde değişen bir manyetik alanın elektrik akımı oluşturabileceğinden bahseder.
***
4. formül amper yasasıdır. eğer hareketli bir elektrik yükünüz varsa, bir manyetik alan üretirsiniz. üretilen bu manyetik alan, onu üreten elektrik akımıyla orantılıdır. bu yasa daha çok, elektrik alan üreten kapalı ilmekler (ya da teller diyebiliriz) ile ilgilidir. *
***
ilk yasa olan gauss yasası mesela şu formda yazılabilir:
görselin kaynağı
burada paydada ε0 olarak gördüğümüz nicelik, boş uzayın elektriksel geçirgenliğidir.
son yasa olan amper yasası da şu şekilde yazılabilir:
burada gördüğünüz μ0 da boş uzayın manyetik geçirgenliğidir.
yani bu ikisini uzayın, elektrik ya da manyetik akıya gösterdiği direnç olarak da düşünebilirsiniz.
***
şimdiii... diyelim ki bir elektrik yükünü aldınız ve aşağı yukarı ya da sağa sola doğru hareket ettirmeye başladınız. tüm bu anlattığım formülleri ve bize söylediklerini de göz önüne alırsanız ne olur? hareketli yükünüz, ona dik bir manyetik alan oluşturur. oluşan bu manyetik alan da hareket nedeniyle zamanla değişeceğinden, yeni bir elektrik alan oluşturur. yeni oluşan elektrik alanı, yine bir manyetik alan oluşturur ve bu olay bu şekilde sürüp gider.
görselin kaynağı
tam da bu görselde olduğu gibi; sağa sola doğru değişen elektrik alanlar ve ona dik yönde, yukarı aşağı şekilde oluşan manyetik alanlar.
maxwell bunu fark ettikten sonra, elde ettiği şeyin bir tür dalga olduğunu anladı. fakat ne tür bir dalga olduğunu bir süre düşünmesi gerekti. ε0 ve μ0 değerlerini de kullanarak (çünkü bunlar doğanın kendine ait değerleri. bunları biz uydurmadık.) bu dalgaların hızını hesaplamayı başardı: saniyede 299,792 kilometre! bilenlere tanıdık geldi bile...
18. yüzyılda ışığın hızı yaklaşık olarak hesaplanmıştı. maxwell işte bu sayıyı gördüğü anda, ışığın bir elektromanyetik dalga olduğunu anladı.
işte, maxwell'in başarısının bu kadar önemli olmasının nedeni, tüm bu formülleri harmanlayıp bugün birçok elektronik eşyanın temelini oluşturan taşları yerine oturtacak şekilde yorumlayabilmesidir.
devamını gör...