Özel Görelilik Hızlı Tekrar

Özel Görelilik — Hızlı Tekrar

1. Deneyin bir dakikalık şeması

• **Esir:** Işığa taşıyıcı ortam gerektiğini öne süren eski varsayım; deneyle doğrulanamadı.
• **Michelson–Morley:** yarı geçirgen ayna → birbirine dik iki kol → geri dönen ışıklar → dedektörde girişim.
• **Beklenen:** 90° döndürmede **0,4 saçak** kayması; **algıç eşiği:** 0,01 saçak.
• **Gözlenen:** **kayma yok**. Esir kanıtlanamadı; ışık boşlukta taşıyıcı ortama gereksinim duymuyor.

2. İki postüla

• **1. postüla:** Fizik yasaları **bütün eylemsiz** sistemlerde aynıdır.
• **2. postüla:** Boşlukta ışık hızı **c ≈ 3 × 10⁸ m/s**, eylemsiz gözlemcinin veya kaynağın hareketinden bağımsızdır.
• **Eylemsiz:** durgun/düzgün doğrusal; dönüş-hızlanma-yavaşlama sırasında ivme söz konusu olabilir.
• **Araç sürati ile ışık hızını toplama!** Bisiklet/otomobil bağıl hızı ile ışığın boşluktaki ölçülen hızı farklı kurallarla değerlendirilir.

3. Zaman genişlemesi

• Vagon aynasına ışık gidip döner: **vagondan 2d**, dışarıdan **2d'den büyük yol**.
• Boşluk ışığının hızı her iki çerçevede c → **dışarıdaki gözlemci daha uzun süre ölçer**.
• Hareketli astronot kendi saatini normal algılar; dış gözlemciye göre saati yavaş görünür.
• **Müon:** kendi çerçevesi 2,2 μs ve yaklaşık 600 m; yeryüzü 0,998c için yaklaşık 34 μs ve 10 400 m; **34/2,2 ≈ 16**.
• **İkizler:** giden-dönen Ege daha genç; dönüşte ivmeli bölümler unutulmaz.

4. Uzunluk büzülmesi

• **L₀:** cisimle birlikte duranın ölçtüğü durgun uzunluk.
• **L:** cismi hareketli gören gözlemcinin **hareket doğrultusunda** daha kısa ölçtüğü uzunluk.
• **Dik boyut değişmez.** Silindir yatay hareket ediyorsa eksenel boyu kısalabilir; yarıçap aynı kalır.
• **Aynı durgun boy, aynı dış gözlemci:** 0,6c hızındaki gemi 0,4c hızındakinden daha kısa ölçülür.

5. Kütle–enerji

• **E = m·c²** ve kütle/enerji farkı için **ΔE = Δm·c²**.
• Isıtılan tava **enerji ve kütle kazanır**; gama yayan çekirdek veya radyum **enerji ve kütle kaybeder**.
• **Çift oluşumu:** enerji → kütle; **yok olma:** kütle → enerji.
• **Yüksek hız kütleyi otomatik artırmaz** (kitaptaki silindir sorusunun ayrımı).

Sınavda En Çok Karıştırılanlar

• Esir deneyinin *amacı* ≠ *sonucu*.
• Birinci postüla (**yasalar**) ≠ ikinci postüla (**ışık hızı**).
• Kendi saati normal olan astronot ≠ dış gözlemcinin daha yavaş çalışıyor dediği hareketli saat.
• Kendi durgun boyu L₀ ≠ dışarıdan ölçülen kısa boy L.
• Harekete paralel ölçü ≠ dik ölçü.
• Sırf hareketli olmak ≠ enerji alıp kütle kazanmak.

Son 2 Dakikalık Tekrar

1. **Deney:** girişim ölçümü, sonuç sıfır kayma.
2. **c:** boşlukta gözlemciden bağımsız.
3. **Zaman:** hareketli saati dış gözlemci yavaş ölçer.
4. **Müon:** 2,2 μs → dış çerçevede yaklaşık 34 μs.
5. **Boy:** yalnızca hareket doğrultusundaki uzunluk kısalır.
6. **Enerji:** E=m·c²; ısı alanın kütlesi artabilir, ışıyanınki azalır.

Kendini Kontrol Et

1. Deneyde ne beklenip ne gözlenmedi? **0,4 saçak kayması beklenip hiç kayma görülmedi.**
2. Işık hızı kaynak hızıyla toplanır mı? **Hayır, boşlukta c'dir.**
3. Dış gözlemci vagondaki lazerin yolunu nasıl ölçer? **Daha uzun; dolayısıyla süre de uzun.**
4. Müonun yaklaşık 16 kat farklı görünen ömrü hangi kavramı destekler? **Zaman genişlemesi.**
5. Silindir ekseni hareket doğrultusundaysa hangi boyut değişir? **Boyu kısalır; yarıçapı aynı kalır.**
6. Radyoaktif çekirdek gama yayarsa kütlesi ne olur? **Azalır.**