KLASİK VE MODERN FİZİK ARASINDAKİ TEMEL FARKLAR NELERDİR?
Klasik nesneler olarak tanımladığımız ve çıplak gözle görebildiğimiz nesnelerin hareketini betimleyen klasik fizik ile elektron gibi kuantum nesnelerinin hareketinin açıklanamayacağını daha önce görmüştük (bkz. elektronlarla yapılan çift yarık deneyi ve elektron kırınım tüpü deneyi). Aşağıdaki bölümde klasik ve modern fizik arasındaki temel farklar ayrıntılı bir şekilde ele alınacaktır.
1. Klasik ve Modern Fizikte Herhangi Bir Özelliğin Hazırlanması
1. 1. “Hazırlık” Kavramı
Klasik fizikte her zaman, örneğin aynı kütleye sahip topları; belirli bir x0 başlangıç durumundan vx0 ve/veya vy0 başlangıç hızlarıyla yatay fırlatabiliriz. Şekil 1’de görüldüğü gibi bir atış makinası düşünelim: Yay çekilerek top belli bir başlangıç durumuna; yani, x-yönünde belli bir başlangıç konumuna (x0) ve başlangış hızına (vx0) getirilmiş olur (x0 = 0; vx0 = 0).
Şekil 1. Topların bir atış makinası yardımı ile yatay atılması
Bu işleme,
bir nesnenin belli bir duruma “hazırlanması”
denir.
Yani top belli bir başlangıç konum ve hız durumuna getirilmiştir. Yayın önünde belirli bir konum ve hız durumuna (bu başlangıç konum ve hızı sıfır olabilir) hazırlanmış topu serbest bıraktığımızda, top sürekli aynı yere düşer. Bu bize topun başlangıç konum ve hız değerlerinin sürekli aynı olduğunu gösterir. Tersi durumda topun her seferinde farklı yerlere düşmesi gerekirdi.
Hazırlık kavramına diğer bir örnek, optik konularında sıkça rastladığımız (Newton) prizma deneyidir.
a)................................................ ...............................b)
Şekil 2.
a) Beyaz ışığın yarık içerisinden geçirildikten sonra prizma üzerine düşürülmesi
b) Prizma sayesinde ışığın belirli dalga boylarına hazırlığının yapılması
Bir ışık kaynağından çıkan beyaz ışık yarık içerisinden geçirildikten sonra prizma üzerine düşürülsün (Şekil 2a). Daha sonra ekran üzerinde gökkuşağında olduğu gibi çeşitli renklerde (farklı dalga boylarında) ışık tayfını gözlemleriz. Ekran üzerindeki bu tayf bir çok farklı durumu (farklı dalga boylarını) içermektedir. Belirli bir renk elde etmek istersek ekran yerine yeni bir yarık düzlemi yerleştiririz (Şekil 2b). Örneğin kırmızı ışığı diğer renklerden ayırmak istersek, yarığı daha önce ekranda kırmızı ışığın düştüğü yere getiririz. Böylece ikinci yarık düzleminin arkasında sadece kırmızı ışık gözlemlenir. Işık prizmaya gönderilmeden önce bir çok rengi (dalga boyunu) içerirken, ikinci yarık düzleminden sonra belirli bir renk elde edilmiştir. Burada ışık farklı dalga boylarından belirli bir renk durumuna hazırlanmıştır.
Hazırlık kavramı yeni bir şey midir? Hazırlık kavramı aslında içerik itibariyle yeni bir şey değildir. Klasik fizikte bir nesnenin bir duruma hazırlanması, belirli bir başlangıç durumuna getirilmesi tamamıyla doğal gözükmektedir. Çünkü bütün deneylerde başlangıç değerleri (durumları) kontrol edilebilir. Mekanikte bir nesneyi başlangıç konum ve hız değerlerine hazırlığını yapabileceğimiz gibi, termodinamikte de sıcaklığı veya basıncı belirli bir değere ayarlayabiliriz. Şimdi, “her zaman belirli bir özelliğe hazırlık yapılabilirmi” sorusuyla birlikte “hazırlık“ ve buna bağlı olarak “özellik“ kavramlarını biraz daha açalım: