Eter Kavramı ve Elektromanyetizma

... konulu sunumlar: "Eter Kavramı ve Elektromanyetizma"— Sunum transkripti:

1 Eter Kavramı ve Elektromanyetizma
MSGSÜ Felsefe Bölümü 13 Nisan 2011 Cemsinan Deliduman

2 Eter Modelleri ve Işığın Doğası

3 Eter

4 Optik Eter Descartes: Etkileşimler sadece somut etkilerle oluşabilir. Eter uzayın her yanını kaplar. Işık parçacıklardan oluşur ve yoğun ortamda boşluktaki hareketine göre daha hızlı hareket eder. Fermat: Minimum eylem ilkesine göre ışık yoğun ortamda daha yavaş hareket eder. Newton: Kütleçekim etkilerinden sorumlu bir eter olmalı. Her yeri dolduran eter aynı zamanda her yerde bulunan Tanrı fikriyle de uyumlu. Işığın ne olduğu konusunda açık fikre sahip değil. Huygens: Işığın dalga kuramı. Işık ses gibi “boyuna” bir dalgadır.

5 Dalga Hareketi Boyuna dalga Enine dalga

6 Dalga hareketi için ortam gerekir

7 Dalga terimleri tepe çukur Yaprak, dalganın frekansına bağlı
olarak aşağı yukarı hareket eder tepe çukur dalgaboyu dışarı doğru hareket eden dalganın hızı

8 Su Dalgalarının Girişimi

9 İki Dalga Kaynağıyla Girişim Deseni

10 Işığın girişim deseni

11 Işık parçacık mı, dalga mı?
Bradley: Hareket eden dünya nedeniyle yıldızdan gelen ışığın sapması. Bu nedenle ışık parçacıklardan oluşmuştur. Euler: Işık kaynağının kütlesi zamanla azalmaz. Bu nedenle ışık dalgadır. Young: Işık su üzerindeki girişim desenlerine benzer desenler oluşturur. Öyleyse ışık dalgadır. Fresnel: Girişim etkilerini incelenmesiden çıkan sonuç: Işık “enine” dalgalardan oluşmuştur. Foucault ve Fizeau: Işığın sudaki hızının havadaki hızından daha az olduğunu ölçtüler.

12 Girişim Deseninin Modern Yorumu
Yapıcı Girişim Yıkıcı Girişim

13 Newton Halkaları Cam Hava Cam

14 Sabun köpüğünde girişim deseni
Dalga Girişimi Hava Su köpüğü kabuğu

15 Doğada Girişim Deseni Tavus Kuşu Tüyü Kelebek Kanadı

16 Algısal Girişim Deseni

17 Esnek Katı Eter Poisson: Esnek bir katı cisimde hem enine hem boyuna dalgalar olabilir. MacCullagh (1839): Sadece dönmeye karşı dirençli bir esnek madde yanlızca enine dalgaları iletir. Böylesine tuhaf bir katı cisim olabilir mi? Riemann (1853): Sıkıştırılmaya ve dönmeye dirençli bir eter: Sıkıştırılmayla ile ilgili özellikleri kütleçekim ve elektrostatik etkilerden, dönmeyle ilgili özellikleri optik ve manyetik olgulardan sorumlu. Boussinesq (1867): Esnek katı eter sadece optik olaylardan sorumlu.

18 Elektrik ve Manyetizma

19 Mıknatıs yakınındaki demir tozları

20 Mıknatıs yakınında pusulanın sapması

21 Manyetik Alan Çizgileri

22 Coulomb Yasası

23 Elektrik Yükleri Topraklama

24 Michael Faraday

25 Elektrik Alan Çizgileri

26 Elektrik İndükleme Yüklü çubuk Elektroskop Yapraklar ayrılır

27 Elektromanyetizma

28 James Clerk Maxwell

29 Manyetik alanın fiziksel varlığı

30 Elektromanyetik Eter

31 Paralel Levhalardan Geçen Akım
Dielektrik Boşluk Elektrometre Elektrometre

32 Yerdeğiştirme Akımı Dielektrik Polarize moleküller Elektrik Alanı E Yük Eter moleküllerinin bile dielektrik molekülleri gibi davrandığı düşünülmüştür. Levhalar arasında böyle bir akım olmamasına rağmen bu isim halen kullanılmaktadır.

33 Maxwell’in Eteri Destekleyen Savları

34 Eter neden gerekli? Işık bir tür dalga ise, dalganın hareket edeceği ortam gerekli. Boş uzayda dalga hareketi olamaz.  Eter optik olaylardan sorumludur. Elektrik ve manyetizmanın uzaktan olan etkilerini veya elektrik ve manyetizma çizgilerini taşıyacak mekanik bir ortam olması gerekir.  Eter elektromanyetik etkileri taşır. Kütleçekim etkilerinin uzaktan taşınması için bu etkileri taşıyacak uzayın her yerini dolduran bir ortam gerekir.  Eter kütleçekim etkilerini taşır.

35 Elektromanyetizmanın Gelişimi
Önce temel olgular bilimsel olarak gözlemlendi, daha sonra bunları yöneten yasalar kesin olarak ortaya konuldular. Zaman içinde yasalara tüm deneysel gözlemleri bir anlamda özetleyen ve yeni ilişkilerin de kolayca kavranmasına izin veren özlü bir matematiksel biçim verildi. Fiziksel bir model de –ki bu durumda bu eter oldu- yasaları kavramsallaştırmakta yardımcı olmak ve elektromanyetik olayları daha temel, daha az karmaşık olduğuna inanılan bir konu –yani klasik mekanik- aracılığıyla anlama çabasında kullanılmak için oluşturuldu. Yalnızca sürekli bir biçimde art arda gelen yenilgilerden sonra elektromanyetizmanın mekanik modelleri bırakıldı ve elektromanyetik kuram fiziğin temelde ayrı bir dalı oldu.

36 Elektromanyetik Dalga
Elektrik Alan Salınımı Manyetik Alan Salınımı Dalganın ilerleme yönü

37 Bir elektromanyetik dalga olarak ışık

38 Maxwell Denklemleri

39 Michelson-Morley Deneyi

40 Eter Rüzgarı Işık Dalgasının Ortamı Olarak Eter

41 Deney Düzeneği yarı geçirgen ayna hareketli ayna granit masa ayna ışık
kaynağı girişim deseni teleskop Cıva havuzu

42 Deneyin Üstten Görünüşü
hareketli ayna lazer sabit ayna yarı geçirgen ayna perde

43 Durağan Deney

44 Eter içinde yapılan deney
ayna girişim girişim yarı geçirgen ayna eter rüzgarı eter rüzgarı lazer ayna ayna yarı geçirgen ayna 1. durum 2. durum ayna lazer

45 Hareketli Deney

46 Michelson-Morley Deneyi
ayna ct ct L1 L2 ışık kaynağı (c+v)td vt vt (c-v)tg ayna yarı geçirgen ayna girişim deseni

47 Newton Halkaları ve Deneyin Sonucu
Deney düzeneği döndürüldükten sonra dahi halkalar hareket etmeden aynı desende kalırlar. Bunun anlamı eter rüzgarının olmadığıdır. Dolayısıyla eter yoktur denilebilir. Bu sonuç özel görelilik kuramının gelişmesine yol açmıştır.

48 Anahtar Kelimeler Optik Eter Enine ve Boyuna Dalga
Dalga Boyu ve Frekans Girişim Işığın girişimi Newton halkaları Esnek Katı Eter Manyetik Alan Coulomb Yasası Elektrik Yükleri Elektromanyetik Eter Yerdeğiştirme akımı Elektromanyetizma Elektromanyetik Dalga Eter Rüzgarı Michelson-Morley Deneyi