Fizikte dort temel kuvvetin acıklanarak kullanıldığı yerler nereleridir?

Fizikte dort temel kuvvetin acıklanarak kullanıldığı yerler nereleridir?
Fizikte dort temel kuvvetin acıklanarak kullanıldığı yerler

Temel kuvvetleralanlar


Kutlecekim kuvveti
Elektromanyetizma
Zayıf nukleer kuvvet
Guclu nukleer kuvvet

Kutlecekim kuvveti

Kutle ya da kutle cekimi , kutlesi bulunan maddelerin birbirlerine doğru ivmelenme eğilimidir Elektromanyetik kuvvet, Zayıf ve Guclu Nukleer Kuvvet ile birlikte doğadaki dort temel kuvveti oluşturur Yer cekimi, bu dort kuvvet arasında en zayıf olanıdır Yer cekiminin onemli ozellikleri şunlardır:

Yer cekimi kuvveti, bir parcacığın kutlesine etki eder
Yer cekimi kuvveti, sınırsız bir alanı kapsar
Kuvvet cok zayıftırGundelik iki eşyanın bir birine uyguladığı yer cekimi kuvvetini olcmek gunumuz teknolojisi ile mumkun değildir
Kuvvet taşıyıcısı graviton'lardırGravitonların spini 2 olduğundan, aynı yuklu gravitonlar birbirini cekerZıt yuklu gravitonlar ise bir birlerini iterler

Sir Isaac Newton, 1687 yılında yayımladığı Philosophiae Naturalis Principia Mathematica adlı eserinde yer cekimi kuvvetini şoyle tanımlamıştır:
imagesfiziktedorttemelkuvvetinaciklanarakkullanildigiyerlernereleridir5afb411a1cb3d
Burada; M1 ve M2 cisimlerin kutleleri, R aralarındaki uzaklık, G ise 6,6710 − 11Nm2kg − 2 değerinde olan evrensel yer cekimi sabitidir



Elektromanyetizma



Elektrik kuvveti, yuklu iki parcacığın birbirini ittiği (yukleri aynı işaretli ise) ya da bibrirlerini cektiği (yukleri zıt işaretli ise) kuvvettir
Manyetik kuvvet, elektrik yuklu bir parcacığın manyetik alandan gecerken uzerine etki eden kuvvettir Bir manyetik alan, bir sarmalın sarımlarında dolaşan elektron orneğinde olduğu gibi, elektrik yuklu parcacıklar hareket ettiğinde ortaya cıkar
Elektrik kuvveti ve manyetik kuvvet birbirleri ile ilişkilidir James Clerk Maxwell , 1873'de elektrik ve manyetik kuvvet alanlarının uyduğu eksiksiz denklemleri bulmayı başardı ve boylece gunumuzde elektromanyetizma denilen kuramı elde etmiş oldu
Elektromanyetik kuvvetin temel parcacıklara etki ederken gosterdiği ozellikler şu şekilde sıralanabilir

Kuvvet, elektrik yuku uzerine evrensel bir şekilde etkir
Kuvvet, cok buyuk bir menzile sahiptir (manyetik alanın yıldızlarası etkisi vardır)
Kuvvet oldukca zayıftırKuvvetin şiddeti, elektron yukunun karesinin 2hc(2 x Planck sabiti x ışık hızı)'na bolumune eşittir Bu oran yaklaşık 1137,036 dır
Bu kuvvetin taşıyıcısı, durgun kutlesi sıfır, spini 1 olan ve foton denilen bir parcacıktır Fotonun kendisinin elektrik yuku yoktur


Tarihte elektrik ve manyetizmanın ilk etkileri Cinliler ve Yunanlar tarafından incelenmiştir Yunanlar bir parca kehribarın surtulduğunde bazı nesneleri cektiğini gozlemlemiştir (Elektron kelimesi kehribarın yunanca karşılığından turemiştir) Daha sonra Oersted, Coulomb, Ampere, Biot, Savart ve Gauss'un teorik ve deneysel calışmalarıyla elektrik ve manyetizma ile ilgili gelişmeler sağlanmıştır Deneysel acıdan elektrik ve manyetizmaya en buyuk katkının Michael Faraday tarafından yapıldığı soylenebilir Butun bu bilim adamlarınca biriktirilen bilgiler James Clerk Maxwell tarafından dort denklem altında toplanmıştır Bu denklemler Maxwell denklemleri olarak bilinir ve kuantumfiziği oncesi bilinen butun elektrik ve manyetik gorunguleri acıklamaktadır
Zayıf nukleer kuvvet


Zayıf kuvvet , ya da zayıf nukleer kuvvet, pek cok parcacığın ve hatta pek cok atom cekirdeğinin kararsız olmasından sorumludur Zayıf kuvvetin etki ettiği parcacık, bozunarak, kendisiyle akraba bir parcacığa donuşur Bu esnada bir elektron ile bir notrino ciftini ortaya cıkartır
Enrico Fermi, 1930'ların ortasında zayıf kuvvet icin genel bir formul buldu Daha sonra teori, George Sudarshan, Robert Marshak, Murray GellMann ve Richard Feynman tarafından geliştirildi

Kuvvet her parcacığa evrensel bir şekilde etki eder Şiddeti her parcacık icin aynıdır
Cok kısa menzillidir
Adından da anlaşılacağı uzere, kuvvet oldukca zayıftır
Zayıf kuvveti taşıyıcıları W+, W'dir Bu parcacıklar 1980'lerin başında bulunmuştur Spinleri 1, kutleleri cok buyuktur Ayrıca yuksuz akım taşıyıcısı Z0 da zayıf kuvvet taşıyıcılarından biridir
Guclu nukleer kuvvet


Kuarklar ve gluonlar arasındaki etkileşim guclu etkileşim olarak adlandırılır ve bu etkileşim Kuantum renkdinamiği kuramı (QCD) ile betimlenir Guclu etkileşim, gluonlar tarafından taşınan ve kuarklar ile karşıkuarklara, ayrıca gluonların kendilerine etki eden kuvvettir
Guclu etkileşim doğrudan temel parcacıklara etki ediyor olmasına rağmen bu kuvvet hadronlar arasındaki nukleer kuvvet olarak da karşımıza cıkar Guclu etkileşime giren parcacıkların doğrudan gozlemlenmesinin olanaksız olduğu pek cok serbest quark gozlemleme calışmasının başarısızlıkla sonuclanması sonucu anlaşılmıştır Sadece hadronların gozlemlenebilmesi gorungusu asimptotik ozgurluk kuramı ile acıklanır


1970'li yıllara kadar Proton ve notronlar'ın temel parcacıklar olduğu duşunuluyordu ve kuvvetli etkileşim ifadesi bugun nukleer kuvvet olarak bildiğimiz cekirdek ici kuvvetler icin kullanılmaktaydı Gozlemlenen kuvvet aslında kuvvetli etkileşiminin mezon ve baryonlar, yani hadronlar uzerindeki kalıntı etkileri idi Bu kuvvet atom cekirdeğindeki protonlar arasındaki elektrostatik itme kuvvetini yenerek cekirdeği bir arada tutabilecek kadar guclu olmalıydı; bu nedenle cekirdek ici etkileşim, guclu etkileşim olarak adlandırıldı Kuarkların keşfini ile birlikte bSayfanın başlığıilimadamları kuvvetin protonlara değil, onları oluşturan kuark ve gluonlara etki ettiğini anladılar Farkın anlaşılmasının ardından eski kavram kalıntı guclu etkileşim, yeni kavram ise renk kuvveti olarak adlandırıldı


Parcacık fiziğinde standart modelin bir kısmı olan kuvantum renkdinamiği, SU(3) olarak adlandırılan yerel (ayar) simetri grubu uzerine kurulu bir Abelyen olmayan ayar kuramıdır Guclu etkileşimin kuvveti guclu bağlaşım sabiti ile belirlenir Bağlaşım sabiti etkileşen parcacıkların renk yukune ve aralarındaki mesafeninetkileşim enerjisinin buyukluğune gore değişir Kuarklar ve gluonlar renk yuku taşıyan ve dolayısıyla guclu etkileşime girebilen yegane temel parcacıklardır
Alıntı
​