MODERN FİZİK
Michelson – Morley Deneyi
John C. Maxwell 1861 yılında ışığın bir elektromanyetik dalga olduğunu ispatladı. Bilim insanları bu elektromanyetik dalgaların mekanik dalgalar gibi yayılmak için maddesel bir ortama ihtiyaç duyduğu uzayın ether (esir) adı verilen ağırlıksız bir madde ile dolu olduğu fikrini ortaya atmışlardır. Albert Abraham Michelson ve Edward Morley ether ortamı ve ışık hızındaki değişimleri ölçmek için Michelson. Morley deneyini gerçekleştirmişlerdir.
Deneyi yukarıda gösterilen tasarladıkları interferometre adı verilen deney düzeneğini ile gerçekleştirdiler. Michelson ve Morley, bir ışık kaynağından çıkan ışığı yarı geçirgen aynalar kullanarak birbirine dik yönlere yöneltip tekrar yansımalar sonucu bir detektöre yönlendirdiler. Eğer iki ışın, eter boyunca farklı yollar boyunca aynı mesafeyi kat etmesine rağmen, eter rüzgarıyla aynı doğrultuda yönelen ışığın farklı hızlarda hareket etmelerini bekliyorlardı. Bu nedenle, bu ışık birbiriyle faz farkı oluşturmalıydı, bu faz farkı detektörde girişim deseni oluşturması gerekirdi. Deney defalarca tekrarlanmasına rağmen böyle bir girişim deseni gözlenmedi.
Michelson_ Morley Deneyi ile;
sonuçlarına varılmıştır.
Özel Görelilik Teorisi Einstein, Michelson-Morley deneyi sonuçlarından biri olan boşlukta ışık hızının her doğrultu ve yönde tek bir değere sahip olduğu düşüncesinden hareketle özel görelilik teorisini geliştirmiştir. 1905 yılında Einstein tarafından Özel Görelilik Teorisi açıklanmıştır. Bu teorinin özel kelimesi ile anılmasının nedeni yalnızca kuramın eylemsiz referans çerçevesinde açıklanmış olmasıdır. Eylemsiz referans sistemi; Duran ya da düzgün doğrusal hareket yapan sistemlere denir. Özel Görelilik Teorisi iki postüIayIa açıklanır.
Fizik yasaları tüm eylemsiz referans sistemlerinde aynıdır.
Işık hızı ışık kaynağının hızından ve gözlemcinin hızından bağımsızdır. Işık hızı tüm eylemsiz referans sistemlerinde aynıdır.
Göreli Uzunluk ve Göreli Zaman
Einstein, Lorentz Dönüşümlerini kullanarak zamanın ve uzunluğunu gözlemcinin referans sisteminin hızına bağlı olarak değiştiğini, Newton mekaniğinin temelini oluşturan mutlak uzay ve mutlak zaman kavramının olmadığını göstermiştir.
Durgun gözlem çerçevesinde bir cismin uzunluğu, hareketli gözlem çerçevesinde ölçüldüğünde farklı bir değerle karşılaşılır. Bir cismin durgun gözlem çerçevesinde ölçülen uzunluğuna mutlak uzunluk denir. Aynı cismin hareketli gözlem çerçevesindeki uzunluğuna göreli uzunluk denir.
Herhangi bir cismin uzunluğunun, cismin bulunduğu referans sistemine göre yüksek hızla hareket eden bir referans sistemindeki gözlemci tarafından daha küçük ölçülmesine uzunluk büzülmesi denir.
NOT : Uzunluk büzülmesi sadece cismin hareket doğrultusunda gerçekleşir.
Einstein, şık hızının değerinin tüm eylemsiz referans sistemlerinde aynı olabilmesi için farklı gözlem çerçevelerinde zamanın farklı akması gerektiği fikrini öne sürmüştür. Durgun gözlem çerçevesinde bir olayın gerçekleşmesinde ölçülen zaman aralığı hareketli gözlem çerçevesinde ölçüldüğünde farklı bir değerle karşılaşılır.
Işık hızına yakın hızlardaki hareketlerde zamanın, aynı referans sistemindeki ölçmeye göre, farklı referans sisteminde daha fazla ölçülmesine zaman genişlemesi denir.
İkizler Paradoks
Zaman genişlemesini kanıtlayan düşünsel olarak gerçekleştirilmiş bir deneydir. Aynı fiziksel özelliklere sahip ikizlerden biri ışık hızına yakın bir hızla uzaya gönderilir.
Yıllar sonra uzaydan dünyaya döndüğünde, dünyadaki ikiz kardeşine göre daha genç gözükmektedir. Buradaki paradoks ise ikizlerden hangisinin ışık hızına yakın bir hızla hareket ettiğidir. Dünyada kalan ikiz kardeşin referans sisteminden bakıldığında; uzaya gönderilen kardeş yüksek hızla uzaklaşmaktadır. Uzaya giden ikiz kardeşin referans sisteminden bakıldığında ise; Dünyadaki kardeş dünya ile birlikte yüksek bir hızla uzaklaşmaktadır.
