3 Şubat 2017

10 Maddede Görelilik Kuramı ve Hayatımıza Etkisi

Görelilik kuramı, fizik kurallarının her yerde aynı olduğu gerçekliğini kullanarak nesnelerin uzay ve zamandaki davranışlarını açıklar.

Özel görelilik kuramı; ışık hızının tüm evrende sabit olmasından hareket ederek zamanın ve mekanın değişken olduğunu gösterir. Özel görelilik kuramı, çok sayıda deneyle doğrulanmış ve insanın evren algısını değiştirmiştir.

Genel görelilik kuramı ise; ışık hızıyla değil kütle çekimiyle ilgilenir. Kütle çekimi ile bir cismin sürekli olarak hızlanmasının etkileri eşdeğerdir. Bundan hareketle, bir cismin kütlesi ışığı eğer ve zamanı yavaşlatacağı öngörülür. Einstein bunu evrenin üçboyutlu (uzunluk-genişlik-derinlik) değil; zamanla birlikte dört boyutlu olduğunu belirterek ortaya koymuştur. Bugüne kadar genel görelilik kuramı üzerine yapılan deneyler kuramın öngörülerinin doğruluğunu göstermiştir.

Görelilik kuramına göre elektromanyetik alan hızla değil; sınırlı bir hızda hareket eder. Görelilik elektrik alanındaki değişimler elektromanyetik dalgalarla hareket ettiğini belirtir; bu değişimin hızla meydana geldiği baz alınırsa ışık ve manyetizma etkisiz hale gelir.

Göreliliğin ortaya koyduğu ‘kütle ve enerjinin birbirine dönüşmesi’ ilkesi güneşin ışık yayma nedenlerini açıklamış ve nükleer santrallerin çalışmasını sağlayan prensibin ortaya çıkmasını sağlamıştır. Ayrıca yıldızların ölümü olan süpernova patlamaları da görelilik sonucunda kavranmış ve dünya üzerindeki pek çok elementin süpernovalar sonucunda oluştuğu keşfedilmiştir.

Elektrik jeneratörlerinin ve transformatörlerin çalışma prensipleri de görelilik kuramına dayanır. Fizikçi Thomas Moore tarafından ortaya koyulan Faraday Kanunu (değişen manyetik alanın elektrik yaratması) da görelilik kuramıyla açıklanmıştır.

GPS’ler yani navigasyon cihazları da görelilik kuramına göre çalışırlar. Bu cihazların bağlı olduğu uydular da doğru konumu belirlemek için görelilik etkisini hesaplarlar.

Cıvanın günlük hayatımızda sıvı oluşu da görelilik kuramıyla açıklanmaktadır. Ağır olan cıva atomlarının hızlanması, kütle artışıyla çekirdeğe yaklaşmalarını sağlar. Atomlar arasındaki bağların zayıflığı da düşük sıcaklıkta erimeye sebep olur.

Altının sarı görmemizin sebebi görelilik kuramı ile açıklanmaktadır. Ağır bir atom olan altının iç tabakalardaki elektronlar görelilik kütle artışına maruz kalacak kadar hızlı hareket edebilir. Böylece uzunluk daralması meydana gelir ve çekirdeğin etrafındaki elektronlar daha kısa yörüngelerde daha yüksek momentumla dönerler. İç tabakadaki elektronlar dış tabakadaki elektronlara enerji taşır ve absorbe ederek yaydıkları ışığın dalga boyunu uzatır. Uyarılması için gerekli enerji artan altın atomları yüksek enerjili mavi-mor ışığı soğururken diğer dalga boylarını yansıtırlar. Sarı ışığın dalga boyu mavi ışığa göre daha uzundur ve enerjisi daha düşüktür.

Altının paslanma süresinin uzun olması ve kolaylıkla tepkimeye girmemesi de görelilik etkisi ile açıklanmaktadır. En dış katmanında bir elektron taşıyan altında, atomlar olması gerekenden ağırdır ve çekirdeğe yaklaşmıştır. Bu yüzden en dışta kalan elektron da tepkimeye girmez ve diğerleriyle birlikte çekirdeğe yakın durur.

Tüplü ekrana sahip eski televizyonların üretiminde kullanılan mıknatıslar da görelilik etkisi hesaba katılarak üretiliyorlardı. Tüplü ekranlarının içinde katot ışın tüpleri, büyük bir mıknatısla fosfor yüzeye elektronlar fırlatır ve her bir elektron ekrana çarparak bir piksellik görüntü oluşturur.


Yorumlar

E-bültenimize kaydolun.