Fizik Temel Kavramlar ve Ölçme

• Fizik, evrenin temel yasalarını ve davranışlarını inceleyen bilim dalıdır.

Temel Kavramlar

• Mekanik, hareket ve kuvvet arasındaki ilişkiyi inceler.
• Termodinamik, ısı ve enerji arasındaki ilişkiyi inceler.
• Elektromanyetizma, elektrik ve manyetik alanları ve bunların etkileşimlerini inceler.
• Optik, ışığın davranışını ve özelliklerini inceler.
• Kuantum mekaniği, atom ve atom altı parçacıkların davranışlarını inceler.

Ölçme ve Birimler

• Fiziksel nicelikler, ölçülebilir özelliklerdir (uzunluk, kütle, zaman, sıcaklık, vb.).
• SI (Uluslararası Birimler Sistemi), bilimsel ölçümler için standart birimler sistemidir.
• Temel SI birimleri: metre (m), kilogram (kg), saniye (s), amper (A), kelvin (K), mol (mol), candela (cd).
• Türetilmiş birimler, temel birimlerin kombinasyonlarıdır (örneğin, hız birimi m/s).
• Ölçümlerde doğruluk, gerçek değere ne kadar yakın olduğunu ifade eder; kesinlik ise ölçümlerin tekrarlanabilirliğini ifade eder.
• Hata, ölçülen değer ile gerçek değer arasındaki farktır.

Hareket

• Konum, bir nesnenin uzaydaki yerini belirtir.
• Yer değiştirme, bir nesnenin konumundaki değişikliktir.
• Hız, yer değiştirmenin zamanla değişim oranıdır (ortalama hız ve anlık hız).
• İvme, hızın zamanla değişim oranıdır (ortalama ivme ve anlık ivme).
• Düzgün doğrusal hareket, sabit hızla gerçekleşen harekettir.
• Düzgün değişen doğrusal hareket, sabit ivmeyle gerçekleşen harekettir.
• Eğik atış hareketi, yerçekimi etkisi altında dikey ve yatay hareketin birleşimidir.
• Dairesel hareket, sabit bir merkez etrafında dönme hareketidir (düzgün dairesel hareket ve değişken dairesel hareket).
• Açısal hız, dönme hızının ölçüsüdür.
• Merkezcil ivme, dairesel harekette merkeze doğru olan ivmedir.

Kuvvet ve Newton'ın Hareket Yasaları

• Kuvvet, bir nesnenin hareketini değiştirebilen veya şeklini bozabilen etkidir.
• Newton'ın birinci yasası (eylemsizlik yasası): Bir nesneye dış bir kuvvet etki etmediği sürece, duruyorsa durmaya, hareketliyse sabit hızla hareket etmeye devam eder.
• Newton'ın ikinci yasası: Bir nesneye etki eden net kuvvet, nesnenin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir (F = ma).
• Newton'ın üçüncü yasası: Her etkiye karşı eşit ve zıt bir tepki vardır.
• Ağırlık, bir nesneye etki eden yerçekimi kuvvetidir.
• Sürtünme kuvveti, iki yüzey arasındaki hareketi engelleyen kuvvettir (statik sürtünme ve kinetik sürtünme).
• Normal kuvvet, bir yüzeyin bir nesneye uyguladığı dik kuvvettir.
• Gerilme kuvveti, bir ip veya halat tarafından uygulanan kuvvettir.

İş, Enerji ve Güç

• İş, bir kuvvetin bir nesneyi belirli bir mesafe boyunca hareket ettirmesiyle yapılan enerji transferidir.
• Kinetik enerji, bir nesnenin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir.
• Potansiyel enerji, bir nesnenin konumundan veya durumundan dolayı sahip olduğu enerjidir (yerçekimi potansiyel enerjisi, elastik potansiyel enerjisi).
• Mekanik enerji, kinetik ve potansiyel enerjinin toplamıdır.
• Enerjinin korunumu yasası: Enerji yok edilemez veya yaratılamaz, sadece bir formdan diğerine dönüştürülebilir.
• Güç, iş yapma hızıdır veya enerji transfer hızıdır.

Isı ve Termodinamik

• Sıcaklık, bir nesnenin ortalama moleküler kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür.
• Isı, sıcaklık farkı nedeniyle transfer edilen enerjidir.
• Öz ısı, bir maddenin sıcaklığını 1 derece değiştirmek için gereken ısı miktarıdır.
• Isı transferi yöntemleri: iletim, konveksiyon, radyasyon.
• Termodinamiğin sıfırıncı yasası: İki sistem termal dengede ise, üçüncü bir sistemle de termal dengededirler.
• Termodinamiğin birinci yasası: Bir sistemin iç enerjisindeki değişim, sisteme eklenen ısı ile sistemin yaptığı iş arasındaki farka eşittir.
• Termodinamiğin ikinci yasası: Isının kendiliğinden soğuk bir nesneden sıcak bir nesneye akması mümkün değildir; entropi (düzensizlik) her zaman artar.
• Termodinamiğin üçüncü yasası: Mutlak sıfır sıcaklığa ulaşıldığında, bir sistemin entropisi minimum değere yaklaşır.

Titreşim ve Dalgalar

• Basit harmonik hareket, bir denge noktası etrafında tekrarlanan harekettir.
• Periyot, bir titreşimin veya dalganın tamamlanması için geçen süredir.
• Frekans, birim zamanda meydana gelen titreşim veya dalga sayısıdır.
• Genlik, bir titreşimin veya dalganın maksimum yer değiştirmesidir.
• Dalga, enerjinin bir yerden bir yere taşınma şeklidir (enine dalgalar ve boyuna dalgalar).
• Ses dalgaları, havada yayılan boyuna dalgalardır.
• Işık dalgaları, elektromanyetik dalgalardır ve hem elektrik hem de manyetik alanlardan oluşur.
• Dalga boyu, bir dalganın ardışık tepe veya çukurları arasındaki mesafedir.
• Hız, dalga boyu ile frekansın çarpımına eşittir.
• Girişim, iki veya daha fazla dalganın bir araya gelerek genliklerinin artması veya azalmasıdır (yapıcı girişim ve yıkıcı girişim).
• Kırınım, bir dalganın bir engel etrafında yayılmasıdır.
• Doppler etkisi, bir kaynağın ve gözlemcinin göreli hareketinden dolayı frekansta meydana gelen değişikliktir.

Elektrik ve Manyetizma

• Elektrik yükü, maddenin temel bir özelliğidir (pozitif ve negatif yük).
• Coulomb yasası, iki elektrik yükü arasındaki kuvveti tanımlar.
• Elektrik alan, bir elektrik yükünün etrafındaki uzayda oluşturduğu alandır.
• Elektrik potansiyeli, birim yük başına düşen potansiyel enerjidir.
• Akım, bir iletkenden geçen elektrik yükü akışıdır.
• Direnç, bir iletkenin akıma karşı gösterdiği zorluktur.
• Ohm yasası, akım, gerilim ve direnç arasındaki ilişkiyi tanımlar (V = IR).
• Seri devre, elemanların uç uca bağlandığı devredir.
• Paralel devre, elemanların aynı iki nokta arasına bağlandığı devredir.
• Manyetik alan, hareketli elektrik yükleri tarafından oluşturulan alandır.
• Manyetik kuvvet, bir manyetik alan içindeki hareketli yüklere etki eden kuvvettir.
• Elektromanyetik indüksiyon, değişen bir manyetik alanın elektrik akımı oluşturmasıdır.

Optik

• Işık, elektromanyetik spektrumun bir parçasıdır.
• Işığın yansıması, bir yüzeye çarpan ışığın geri dönmesidir.
• Kırılma, ışığın bir ortamdan başka bir ortama geçerken yön değiştirmesidir.
• Mercekler, ışığı kırarak görüntü oluştururlar (yakınsak mercekler ve ıraksak mercekler).
• Göz, ışığı algılayan ve görüntü oluşturabilen bir organdır.
• Kamera, ışığı yakalayarak görüntü kaydeden bir cihazdır.
• Teleskop, uzak nesneleri daha yakın göstermek için kullanılan bir optik alettir.
• Mikroskop, küçük nesneleri büyütmek için kullanılan bir optik alettir.

Modern Fizik

• Görelilik, uzay ve zamanın doğasını inceleyen bir teoridir.
• Özel görelilik, ışık hızının evrende sabit olduğunu ve zamanın göreli olduğunu belirtir.
• Genel görelilik, yerçekimini uzay-zamanın eğriliği olarak açıklar.
• Kuantum mekaniği, atom ve atom altı parçacıkların davranışlarını inceler.
• Atom modeli, atomun yapısını ve bileşenlerini açıklar (protonlar, nötronlar, elektronlar).
• Nükleer fizik, atom çekirdeğini ve çekirdek reaksiyonlarını inceler.
• Parçacık fiziği, temel parçacıkları ve kuvvetleri inceler.