Özel Görelilik (İzafiyet) Teorisi Konu Anlatımı ve Ders Notları

Fiziksel bir olayda detaylı bir şekilde inceleme yapmak için bir referans sistemi lazım gelmektedir. Daha evvelki senelerde Newton yasalarının tüm eylemsiz referans sistemlerinde geçerli olduğunu fizik derslerinde görmüş olmanız gerekmektedir. Eylemsiz referans sistemi, Newton’ın birinci yasasının geçerli olduğu sistemlerdir. Yani ivmesi sıfır olan referans sistemleridir. Duran bir arabada yapılan bir deneyin sonucu ile sabit hızla hareket eden bir arabada yapılan deneyin sonuçları aynıdır. Bu sonucun kesin ifadesi Galileo Görelilik İlkesi olarak bilinir. Buna göre mekanik yasaları bütün eylemsiz referans sistemlerinde aynı olmalıdır.

Yukarıdaki görselde gördüğünüz araba, belirli bir v hızı ile sağa doğru hareket etmektedir. Hava sürtünmesini ihmal ederek araba üzerindeki bir kişi, topu havaya atıp tekrar tuttuğunda topun düşey doğrultuda hareket yaptığını gözlemleyecektir. Arabada bulunan kişi, deneyi arabada değil de yerde yapmış olsaydı aynı şekilde gözlemleyecekti.

Fakat yerde duran başka biri, arabada yapılan deneyi gözlemlerken topun düşey doğrultuda değil de yukarıdaki resimde gördüğünüz gibi hareket yaptığını, topun arabanın hızı kadar bir yatay hıza da sahip olduğunu gözlemleyecektir. Topun hareketi ile ilgili arabadaki ve yerdeki kişiler, tam fikir birliği içinde olmasalar bile Newton yasaları, enerjinin ve doğrusal momentumun korunumu gibi konularda aynı fikirde olacaklardır.

Elektrik ve manyetizma yasalarının bütün eylemsiz referans sistemlerinde aynı olmasına karşılık, ışık hızı ile ilgili bir çelişki oluşmaktadır. Mesela, v hızı ile hareket eden bir tren vagonunda el fenerini yukarıdaki resimde gördüğünüz yönde açan bir kişiyi baz alalım. Galileo göreliliğine göre yerdeki gözlemcinin, el fenerinin ışığını “c+v” hızında görmesi gerekmektedir. Lakin Maxwell denklemleri, ışık hızının bütün referans sistemlerinde aynı olması gerektiğini ifade ediyordu. Aynı şekilde Michelson-Morley deneyi de ışığın hızının değişmediği ile ilgili güçlü kanıtlar ortaya koymuştu. İşte bunlar konuşulurken 1905 yılında Alman fizikçi Albert Einstein (aşağıdan resmine bakabilirsiniz), fizik dünyasını alt üst edecek olan makalesini yayınladı.

Albert Einstein, yayınladığı bu makalede uzay ve zamanla ilgili görüşlerimizi tamamen değiştiren bir teori ortaya koydu. Özel Görelilik Teorisi adı verilen bu kurama göre;

• Fizik yasaları, bütün eylemsiz referans sistemlerinde aynı olmalıdır.
• Gözlemcinin veya ışık kaynağının hızından bağımsız olarak, bütün eylemsiz referans sistemlerinde ışığın boşluktaki yayılma hızı c=3.10⁸ m/s değerine sahiptir. (Burada c:ışık hızı, m:metre ve s:saniye anlamına gelmektedir.)

İzafiyet teorisi hakkındaki bilgileri ve ders notlarını paylaştık. Umarız faydalı olur. Tüm öğrencilere derslerinde başarılar dileriz…

Kaynak = MEB