Yazımızda Maxwell ve denklemleri üzerine konuşuyoruz. James Clerk Maxwell (13 Haziran 1831 – 5 Kasım 1879), İskoç teorik fizikçi ve matematikçi olarak bilim tarihinde önemli bir yere sahiptir. Maxwell Amca’nın Bilim Dünyasına bilinen en önemli başarısı; Klasik elektromanyetik teoride daha önceki dönemlerde birbirleriyle ilişkisiz olarak gözüken elektrik ve manyetizmanın aynı şey olduğunu açıklaması, bunu açık ve anlaşılır bir dil ile anlatması ve kendisine ait olan Maxwell Denklemleri ile (4 denklem) ispatlaması sayesinde açığa çıkar. Elde ettiği dört denklem elektrik, manyetik ve optik alanlarında kullanım alanı bulmuş ve halen kullanılmaya devam etmektedir.
Maxwell Denklemleri elektrik ve manyetizma ile ilgili bilinenler Bilim Dünyasında bu alandaki klasik denklemler ve yasalar için kullanım kolaylığı sağlamanın yanında basitleştirilmiş denklem takımları ile kolay kullanılır hale gelir.
Lise birinci sınıfta halen dostluğunu paylaştığım Ferhat GENZ her defasında entegre devre diye konuşur, entegre devre ile neler yapılabileceğini ifade eder ve Elektrik Manyetizmaya olan ilgisinden bana da bir miktar katmaya gayret ederdi ama, meslek lisesinde İş Makineleri isimli bir bölümde sınav sonucu has bel kader eğitim almak zorunda kaldığımızı da unutmam. F.GENZ, elektrik manyetizma alanında ilgili olmasına karşılık okul bahçesinde yer alan kahverengi pas tutmaya yüz tutmuş art arda dizili dört adet DOZER dışında bölüm hakkında hiçbir fikrimiz olmamış, sadece bir defa Dozerlerin birinin garip sesler çıkardığını ve bu atıl durumdaki demir yığınının bir tanesinin sadece bir kez çalışır hale geldiğini ve bunu sağlayanın kişinin de evet Ferhat GENZ olduğuna şahit olmuştuk.
4 Adet DOZER ve 4 Adet Maxwell Denklemi
Maxwell’in elektromanyetik alandaki çalışmaları incelendiğinde, bu konuda ilk çalışmaların Kafasına Elma Düştüğü ve akabinde Yer Çekimi İvmesini keşfetti diye anlatılan, benim ve nice eğitimcinin kullandığı bu anekdota atfedilen Isaac Newton tarafından gerçekleştirilmiştir.
Maxwell amca elektrik ve manyetik alanların uzayda dalga formunda hareket ettiğini ve c ışık hızında ilerlediğini bulmuştur (c= Işık Hızı 3×108 m/s).
1864 yılında Maxwell tarafından A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field (Elektromanyetik Alanın Dinamik Teorisi) adlı kitabı yayınlanır. Kitapta Işığın aslında aynı ortamda dalga hareketi yaptığı, bunların da elektriksel ve manyetik bulgular olduğu ilk kez Maxwell amca tarafından açıklanır. Elektrik kuvveti ile manyetik kuvvetin birleştirildiği elektromanyetizma modeli, fizikteki en önemli gelişmelerden biri olarak kabul edilmektedir.
Sevgili okur buraya kadar matematik modellere başvurulmadan olayı anlatmaya gayret ettim.
Sırada Maxwell Amca’nın dört denklemini inceleme sırası geldi. Özellikle temel bilimlere ilgisi olana 11.-12. Sınıf öğrencileri ve Lisans 2.-3. Sınıf seviyesinde olana genç kardeşlerimin buradan yeterli verim alacağını umuyorum. Başlıyoruz.
1. Manyetik tek kutup yoktur der. Ne demek manyetik tek kutup yok? Bir Mıknatısta NS kutupları bulunur ve bu mıknatısı kaç parçaya bölerseniz bölün elde edilecek her yeni mıknatısta NS bulunur. Yani tek başına N ya da S kutbu bulunamaz.
2. Yük yoğunluğu “ro” Elektrik Alanı oluşturur. (Not : Bu iki denklem Gauss yasasında da yer alır)
3. Zamanla değişen manyetik alan Elektrik alan oluşturur. (Not : Bu denklem Faraday yasasında da yer alır.)
4. Bir yerde akım yoğunluğu ve değişen elektrik alan varsa o bölgede manyetik alan açığa çıkar.
Son Not , Maxwell Denklemleri BOŞLUK İÇİN yazılmış denklemlerdir.
Sevgi ile kalın.
Dr. Fırat AKBALIK
Fizik Öğretmeni
