Introduction to Magnetism

Yerçekimi konusunda biraz birşeyler öğrendik.

Elektrostatik konusunda biraz birşeyler öğrendik.

Şimid yeni birşeyi, evrendeki temel kuvvetlerden birini

öğrenmenin zamanı geldi.

Ve muhtemelen yerçekiminden sonra ikinci

en tanıdık kuvvet :

Manyetizma

Sözcük nereden geliyor?

-Tarihçi değilim ama- sanırım çeşitli medeniyetler

benzeri nesneleri, yani diğer mıknatısları çeken

mıknatıstaşlarını bulmuşlar.

Ya da demir gibi metal nesneleri çeken taşları.

Demir içerikli nesneleri.

Ve bunlara "mıknatıstaşı" denmiş.

Sanırım Batı'daki adı bu.

Ve magnet (mıknatıs) denmesinin nedeni de

mıknatıstaşlarının Yunan bölgesi Magnesia'da

bulunmasının üzerine bu isim verilmiş.

Aslında galiba orada yaşayanlara da

Magnetler deniyordu.

Neyse, Wikipedia'dan bakıp daha iyi

öğrenebilirsiniz.

Neyse şimdi menyetizma nedir ona odaklanalım.

Sanırım çoğumuz en azından gündelik bilgilere sahibiz;

hepimiz mıknatıslarla oynamışızdır ve

pusula kullanmışızdır.

Ama şimdi size bunu anlatacağım, manyetizmanın gerçekten ne olduğu konusu

oldukça derinliklidir.

Bence bayağı .. -- ... --

Matematiksel olarak anlayabilir, üzerinde çalışabilir ve

elektrikle ilişkisini görebiliriz.

Size elektrostatik kuvvetle manyetik kuvvetin aslında

aynı şey olduğunu, aynı şeyin yalnızca

değişik açılardan görünümü olduğunu göstereceğiz.

Bütün bunların çok

karışık geldiğini biliyorum.

Ama klasik Newton-açıklamalı dünyamızda bu ikisine

iki değişik kuvvet gözüyle bakıyoruz.

Ama benim demek istediğim; mıknatısa

yerçekimine alışık olduğumuz gibi alışık olsak ta,

gerçek anlamda ne olduğunu düşündüğünüz zaman yerçekimi nasıl gizemliyse

manyetizma da öyledir.

Evet bunu da dedikten sonra, manyetizmayla ilgili

en azından temel bilgileri anlamaya çalışalım.

Evet hepimiz mıknatısı tanırız.

Sarı olmasını istemedim.

Sınırları sarı olsun.

Yok, öyle de olmasın.

Evet diyelim bu bir mıknatıs, biliyoruz ki mıknatısın

daima iki kutbu vardır.

Bir kuzay kutbu, bir de güney kutbu.

Bunlar sadece geleneksel tanımlardır.

Çünkü insanlar mıknatıstaşlarını ilk keşfettiklerinde,

ya da bir mıknatıstaşını alıp iğneyi bununla mıknatıslandırdıklarında,

sonra da iğneyi mantara saplayıp bir su kovasında

yüzdürdüklerinde, iğne Dünya'nın kuzey kutbunu

gösteriyordu.

İnsanlar, ha, o zaman iğnenin Dünya'nın kuzeyini

gösteren tarafına kuzey kutbu diyelim dediler.

Ve iğnenin güney kutbunu gösteren tarafına da

-- pardon, iğnenin Dünya'nın coğrafi olarak güneyini

gösteren ucuna da güney kutbu

diyelim dediler.

Ya da bir diğer şekilde ifade edersek, bir mıknatısımız varsa,

mıknatısın kendini bizim coğrafi kuzeyimize

yönlendirdiği-- eğer sürtünme olmadan serbestçe

yönlendirebiliyorsa-- o yönü ya da tarafına biz

kuzey kutbu diyoruz.

Diğer tarafına da güney kutbu.

Ve aslında bu biraz-- açıkcası Dünya'nın tepesine

kuzey kutbu diyoruz.

Tamam mı, bu kuzey kutbu.

Ve buna da güney kutbu diyoruz.

Manyetik kuzeyin başka bir tanımı da var.

Ve burası-- sanırım öyle diyebilirsiniz--

pusulanın, yani pusulanın kuzey ucunun

gösterdiği yerdir.

Aslında, manyetik kuzey hareket halindedir,

çünkü dünyada hareket halinde bir sürü sıvı var.

Ve başka bir takım etkileşimler.

Bu çok karmaşık bir etkileşim.

Ancak manyetik kuzey kabaca kuzey Kanada'dadır.

Yani manyetik kuzey burası olabilir.

Evet bu manyetik kuzey olabilir.

Ve manyetik güney, tam olarak nerede olduğunu bilmiyorum.

Ama birazcık yerinden oynuyor olabilir.

Aynı yerde durmaz.

Dolayısıyla coğrafi kuzey ve güney kutup ekseninin

bir parça dışındadır.

Ve bu da bir diğer hafiften kafa karıştan nokta.

Manyetik kuzey, bir mıknatısın kuzey kutbunun

göstereceği coğrafi yerdir.

Ama Dünya'yı mıknatıs gibi düşünürseniz

bu aslında güney kutbudur.

Yani Dünya büyük bir mıknatıssa,

siz bunu mıknatısın güney kutbu olarak görürsünüz.

Ve coğrafi güney kutbu da

mıknatısın kuzey kutbu olarak.

Bunun hakkında daha fazlasını Wikipedia'da okuyabilirsiniz,

bir parça karmaşık olduğunu biliyorum.

Ancak genel olarak, çoğu insan manyetik kuzey,

ya da kuzey kutbu dediklerinde, coğrafi olan

kuzey bölgesinden bahsediyorlar.

Ve güney kutbu da coğrafi olan güney bölge.

Benim bu ayrımı (kuzey/güney) yapmamın nedeni şu ki

mıkantıslarda da, tıpkı elektrik ya da

elektrostatikte olduğu gibi-- yalnız çok kısaca temel farkı göstereceğim--

zıt kutuplar çeker.

Yani mıknatısımın bu tarafı Dünya'nın kuzeyine çekilirse

o zaman Dünya'nın kuzey kutbu-- veya Dünya'nın manyetik kuzeyi--

aslında mıknatısın güney kutbu olmalı.

Ya da tam tersi.

Mıknatısımın buradaki güney kutbu Dünya'nın

manyetik güneyine çekilir.

Aslında Dünya dediğimiz mıknatısın

kuzey kutbuna.

Neyse, Dünya'yı bu denklemin dışında tutacağım çünkü

biraz kafa karıştırıyor.

Ve çubuklarla devam edeceğiz, çünkü böylesi

içeriğe daha uygun.

Şunu sileyim.

Hadi bakalım.

Benim Magnesia'yı da sileceğim.

Merak ediyorum, acaba magmesyum elementi de ilk

Magnesia'da mı bulunmuştu.

Herhalde.

Aslında Magnezyum Sütü'nü araştırdım,

ki bir laksatiftir (bağırsak hareketlerini hızlandırıcı).

Magnesia'da bulunmamış, ama

magnezyum içeriyor.

Yani tahminen magnezyum Magnesia'da bulunmuşa,

bunun kökleri de Magnesia'da olabilir.

Neyse, bu kadar Magnesia muhabbeti yeter.

Mıknatıslara geri dönelim.

Evet bu bir mıknatıssa, durun bir mıknatıs daha çizeyim.

Aslında, dur önce hepsini bir sileyim.

Tamam.

Evet iki mıknatıs daha çizeyim.

Küçükken hepimiz deneyimlediğimden biliriz,

bu kuzey kutbu, bu da güney kutbudur.

Ve kuzey kutbu bir diğer mıknatısın güney

kutbuna çekilir.

Ve bu mıknatısı ters çevirsem, kuzeyi

iter-- birbirine kuzey kutupları dönük iki mıknatıs

birbirini iter.

Böylece şöyle bir görüş geliştiririz, tıpkı elektrostatikte

olduğu gibi, mıknatısların bir etki alanı vardır.

Etraflarında böyle vektörler üretirler, öyle ki

bu alana etkilenebilecek birşey koyarsanız,

bu nesneye net bir kuvvet uygular.

Dolayısıyla aslında, manyetik alan konusuna girmeden önce,

manyetizmle elektrostatik arasında büyük bir farkı

anlatmak istiyorum.

Manyetizm daima çift-kutuplu yapıdadır.

Çift-kutupluluk ne demek?

İki kutbumuz var anlamına gelir.

Bir kuzey, bir de güney.

Elektrostatikteyse, iki yükünüz vardır.

Bir artı yük, ve bir de eksi yük.

Yani iki yük vardır.

Ama kendi başlarına var olabilirler.

Sadece bir protonunuz var olabilir.

Hemen yanında bir de elektronunuzun

olması gerekmez.

Yalnız bir protonunuz olabilir ve bu

artı bir elektrostatik alan yaratabilir.

Ve bu noktasal artı yük, alan çizgilerimizi

meydana getirir.

Ve itilir.

Yani her zaman bir eksi yükün olması gerekmez.

Benzer şekilde yalnız bir elektronunuz olabilir.

Ve bir protonunz da olmak zorunda değildir.

Yani tek-kutuplu birşeyiniz olabilir.

Elektrostatikten bahsederken, eğer yalnız bir yükünüz varsa,

buna tek-kutuplu denir.

Ancak manyetizmada daima iki-kutupluluk vardır.

Eğer şu mıknatısı alsam, buradakini, ve

yarıdan ikiye kessem, mucizevi bir şekilde bu mıknatıs

yarılarından herbiri

iki mıknatısa dönüşür.

Burası güney, bu kuzey,

bu güney, bu kuzey olarak.

Ve aslında, kuramsal olarak, okuduğuma göre --kendim o kadarını

bilmiyorum-- manyetic tek-kutupluluk gibi

birşey de olabilir, gerçi bu doğada

henüz gözlemlenmemiş birşey.

Yani doğada gördüğümüz herşey çift-kutupluydu.

Yani bunu kese kese sonunda

tek bir elektron kalana kadar gidebilirsiniz.

Ve sonunda bu tek elektron da bir manyetik

çift-kutuplu olup çıkar.

Hala manyetizma üretiyor, hala bir kuzey kutbu, ve

bir de güney kutbu var.

Aslında şu ortaya çıkıyor; Bütün mıknatıslarda, manyetik alan

aslında içinde bulunan elektronlar tarafından üretilir.

Elektronların dönüşüyle ve şununla?-- elektron

dönüşü dediğimiz zaman böyle küçük yük toplarının

dönüşünü canlandırırız kafamızda.

Ama elektronlar-- düşünmesi zor ama--

kütleye sahiptir.

Aslında enerji midir yoksa kütle midir, konu buralarda

giderek bulanıklaşıyor.

Sonra bir de bir enerji topu nasıl döner?

Falan filan.

Yani neredeyse bayağı metafizik bir konu halini alıyor.

O yüzden buna çok ta girmek istemiyorum.

Ve açık yürerklilikle söyleyeyim, gerçekten kavrayabileceğinizi sanmıyorum.

Neredeyse bizim hiç-- bu bizim normalde

birşey yapmadığımız çok geniş bir alan.

Büyük boy mıknatıslarla çalıştığınızda bile, manyetik

alan, mıknatısın içindeki elektronların kendi etraflarında dönüşüyle ve

protonların etrafında dönerek oluşturduğu gerçek

manyetik alanla üretilir.

Evet muarım çok aşırı gitmemişimdir.

Siz de mesela, ee?, nasıl olup ta metal bir çubuk bazen

mıknatıslanabiliyor, bazen de mıknatıslanmıyor? diyebilirsiniz.

Metal çubuğun içindeki elektronların hepsi de rastgele değişik şeyler yaptığında,

o zaman mıknatıslanmaz.

Çünkü elektronlarla oluşturulan manyetik dönüşler,

ya da manyetizm, birbirini sıfırlar,

çünkü rastgeledir.

Ama elektronların dönüşlerini birbirine göre ayarlarsanız, ve eğer

rotasyonlarını ayarlarsanız, o zaman manyetik olarak yüklenmiş bir

çubuğunuz olur.

Neyse, 10-dakika limitini geçtim, ama inşallah

bunlar size mıkantıslarla ilgili temel bilgileri

bir parça vermiştir.

Ve bir sonraki videoda etkisini anlatacağım.

Ee, bir, manyetik alanı nasıl canlandırdığımızı açıklayacağım.

Ve sonra manyetik alanın bir elektronun üzerinde

yaptığı etkiyi.

Ya da elektron değil de, hareket eden bir yük üzerindeki etkisini.

Sonraki videoda görüşmek üzere.