Fizik, gözlem ve bilimsel açıklama
Aynı dünyanın farklı olaylarında ortak bir düzen aramak.
Bir bisiklet yolculuğunun içindeki fizik
Sabah bisiklete bindiğinde pedala uyguladığın kuvvet seni hareket ettirir. Fren yaptığında jant veya disk ısınır; ön lambanın ışığı yolu görünür kılar. Ayrı ayrı yaşadığın bu olaylar, hareketin ve enerjinin nasıl değiştiğine ilişkin ortak bir hikâyenin parçalarıdır.
Fizik, maddeyi, enerjiyi ve bunların etkileşimlerini inceler. Amacı yalnız olaylara ad vermek değil, hangi koşulda ne olacağını açıklayabilen ve sınanabilen ilişkiler kurmaktır. Bisikletin hareketini anlatırken hız, frenlemeyi anlatırken kuvvet ve enerji, lambayı anlatırken elektrik ve ışık kavramlarına ihtiyaç duyarız.
Gözlemden modele geçiş
“Daha güçlü itilen araba daha çabuk hızlanıyor” bir başlangıç gözlemidir. Bunu araştırmak için arabanın kütlesini ve yüzeyi aynı tutup uygulanan kuvveti değiştiririz. Değiştirdiğimiz büyüklük bağımsız, ölçtüğümüz sonuç bağımlı, aynı tuttuğumuz koşullar kontrol değişkenleridir.
Ölçümleri tabloya ve grafiğe aktardığımızda bir ilişki görünür. Model bu ilişkinin sade bir anlatımıdır; örneğin sürtünmeyi ihmal etmek bir model koşuludur. Deney modele uymuyorsa veriyi değiştirmek yerine koşulları, ölçümü ve açıklamayı yeniden inceleriz. Tek bir başarılı gözlem, her koşulda geçerli sonuç vermeyebilir.
Alt dallar birbiriyle konuşur
Mekanik hareket ve kuvveti, termodinamik ısı ve enerji süreçlerini, elektromanyetizma yükleri, akımı ve manyetik etkileri, optik ışığı inceler. Katıhal fiziği yarı iletken ve kristallerle; atom fiziği atomun yapısı ve enerji düzeyleriyle; nükleer fizik çekirdek ve dönüşümleriyle ilgilenir. Yüksek enerji ve plazma fiziği temel parçacıkları ve iyonlaşmış maddeyi araştırır.
Bir telefonun ekranı, pili ve kablosuz iletişimi tek bir alt dala sığmaz. Elektronik mühendisliği, tıp, malzeme bilimi ve astronomi bu bilgileri birleştirir. Sporcu hareketi mekanikle, müzik aletinin sesi dalgalarla, resimdeki renkler optikle ilişkilidir. Matematik de bu ilişkileri açık ve ölçülebilir biçimde yazmamızı sağlar.
Bilgi birlikte ve dürüstçe üretilir
Büyük araştırmalar duyarlı ölçüm aygıtları, ortak veri ve farklı uzmanlıklar gerektirir. Kaynak MEB belgesi TÜBİTAK, TAEK, ASELSAN, CERN, NASA ve ESA örneklerini kullanır: araştırma desteği, nükleer çalışmalar, savunma elektroniği, parçacık ve uzay araştırmaları fiziğin farklı uygulamalarını gösterir. TAEK adı burada belgedeki tarihsel kurum adıdır.
Bir araştırmanın güvenilirliği yalnız aygıtının gücüne bağlı değildir. Veriyi uydurmamak, istenmeyen sonucu gizlememek, başkasının katkısını belirtmek ve deneyi yeniden yapılabilecek açıklıkta anlatmak bilimsel etiğin parçalarıdır. Bilim insanlarının fikirleri kanıtla tartışılır; kişinin ünü bir ölçümün doğruluğunun yerine geçmez.
Fizik, gözlemleri ölçülebilir ilişkilerle açıklar; modelin geçerliliği koşulları ve deneyle sınanır.
Bu bölümün kazanımları
- MEB 9.1.1.1Evrendeki olayların anlaşılmasında fizik biliminin önemini açıklar.
- MEB 9.1.2.1Fiziğin uygulama alanlarını, alt dalları ve diğer disiplinlerle ilişkilendirir.
- MEB 9.1.4.1Bilim araştırma merkezlerinin fizik bilimi için önemini açıklar.
- Bir fiziksel olayı gözlem, ölçüm ve modelle ilişkilendirir; araştırmanın disiplinler arası yapısını fark eder.