Konu anlatımı
Fizik, doğayı anlamaya çalışan öbür alanlarla sürekli bilgi alışverişi içindedir. Bu alt başlıkta fiziğin felsefe, matematik, kimya, biyoloji, teknoloji, mühendislik, sanat ve sporla nasıl ilişkilendiğini günlük hayattan örneklerle göreceksin.
Felsefe ve matematik
Fizik başlangıçta doğa felsefesinin bir parçasıydı; Newton'ın hareket yasalarını açıkladığı kitabın adı bile “Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri”dir. Felsefe, bilginin nasıl elde edildiğini ve neyin bilimsel sayılacağını sorgulayarak fiziğe yön verir. Matematik ise fiziğin dilidir: ölçümler sayılarla, büyüklükler arasındaki ilişkiler bağıntılarla ve grafiklerle ifade edilir. Bir cismin konumunun zamanla nasıl değiştiğini bir grafikle göstermek ya da bir bağıntıyla öngörüde bulunmak matematik sayesinde mümkündür.
Kimya ve biyoloji
Kimyasal bağlar atomlar arasındaki elektriksel etkileşimlerden doğar; atomun yapısını açıklayan modeller fizik ile kimyanın ortak alanıdır. Biyolojide sinir hücrelerindeki iletim elektriksel sinyallerle, kanın damarlarda akışı basınç farklarıyla, gözün görüntü oluşturması ışığın kırılmasıyla açıklanır. Fizik ile biyolojinin kesiştiği bu alana biyofizik denir. Tıpta kullanılan röntgen, ultrason ve MR cihazları da fizik ilkeleriyle çalışır.
Teknoloji, mühendislik, sanat ve spor
Mühendislik fizik bilgisini ürüne dönüştürür: elektrik motoru elektromanyetizmanın, buzdolabı termodinamiğin, fotoğraf makinesi optiğin uygulamasıdır. Teknoloji geliştikçe daha hassas ölçüm aletleri yapılır ve bu aletler fizikte yeni keşiflere yol açar.
Sanatta müzik aletlerinin sesi titreşim ve rezonansla, tablolardaki renkler ışığın yansıması ve soğurulmasıyla ilgilidir. Sporda koşu ayakkabısının tabanındaki tırtıklar sürtünmeyi artırarak kaymayı önler, bisikletçinin öne eğilmesi hava direncini azaltır, kayakçının kayaklarının altına sürülen cila ise sürtünmeyi azaltır.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Hastanelerde parmağa takılan ve kandaki oksijen oranını ölçen cihaz, kırmızı ve kızılötesi ışığın dokudan geçerken ne kadar soğurulduğunu ölçer. Bu cihaz fiziğin hangi disiplinlerle ilişkisine örnektir?
Çözüm. Cihaz ışığın madde tarafından soğurulmasını kullandığı için fiziğin optik bilgisine dayanır. Ölçülen büyüklük kandaki oksijen oranı olduğu için biyoloji ve tıpla, cihazın tasarlanıp üretilmesi ise teknoloji ve mühendislikle ilgilidir. Bu örnek, fiziğin sağlık alanına doğrudan katkı yaptığını gösterir.
Örnek 2. Bir keman yapımcısı, kemanın gövdesini ve tellerini seçerken hangi fizik bilgilerinden yararlanır? Bu durum fiziğin hangi alanla ilişkisini gösterir?
Çözüm. Tellerin gerginliği, kalınlığı ve uzunluğu titreşim frekansını, yani sesin inceliğini ya da kalınlığını belirler. Ahşap gövde tellerle birlikte titreşerek sesi güçlendirir; bu olay rezonansla ilgilidir. Gövdenin biçimi ve malzemesi sesin tınısını etkiler. Bu bilgiler dalgalar ve ses konusuna aittir; örnek, fiziğin sanatla ilişkisini gösterir.
Sık yapılan hatalar
- Fiziği yalnızca formüllerden oluşan, günlük hayatla ilgisiz bir ders sanmak.
- Bir uygulamayı tek bir disipline bağlamak; çoğu uygulama birden çok alanı birleştirir.
- Matematiği fiziğin bir alt dalı sanmak; matematik fiziğin dili ve aracıdır.
- Matematik fiziğin dilidir; felsefe bilimsel bilginin doğasını sorgular.
- Biyofizik, fizik ile biyolojinin kesiştiği alandır.
- Mühendislik ve teknoloji fizik bilgisini ürüne dönüştürür.