Işık hızına yakın bir hızla giden uzay aracındaki saat, yerdeki gözlemciye göre daha yavaş işler; bu bir ölçüm kusuru değil, zamanın kendisinin gözlemciye bağlı olmasının sonucudur.
Özel Görelilik konusu, ışık hızının tüm eylemsiz gözlemciler için aynı olduğu varsayımından doğan bu tür sonuçları inceler: zaman genişlemesi, hareket doğrultusunda boy kısalması, eşzamanlılığın göreliliği ve kütle ile enerjinin eşdeğerliği. Michelson-Morley deneyinin esiri bulamaması konunun tarihsel çıkış noktasıdır.
Ölçülen sürelerin ve uzunlukların gözlemciye göre değişmesi, sezgiye en ters düşen yönüdür. Sorular hesaplamadan çok kavramaya yöneliktir; öncüllü yargılar, düşünce deneyleri ve bilimsel sürecin doğasına dair yorumlar biçiminde karşına çıkar.
Örnek sorular
Bir şık seç, doğru mu değil mi hemen görürsün — hiçbir şey kaydedilmez, hesap gerekmez.
1. soruOrta
Bir peronun iki ucuna düşen yıldırımlar perona göre aynı anda gerçekleşiyor. O sırada perona göre sağa doğru sabit hızla giden uzun bir trenin orta noktasındaki yolcu, yıldırımların ışıklarını karşılaştırıyor. Tren ve peron gözlemcileri eylemsizdir.
Özel göreliliğe göre tren yolcusunun referans sisteminde yıldırımların gerçekleşme sırası için ne söylenebilir?
Cevabı göster
Cevap: B — Ön uçtaki yıldırım önce gerçekleşir.
Kısaca — Tren yolcusunun referans sisteminde ön uçtaki yıldırım önce gerçekleşir.
Bir referans sisteminde (peronda) eş zamanlı olan fakat farklı konumlarda gerçekleşen olaylar, hareketli bir başka sistemde (trende) eş zamanlı olamaz. Tren sağa doğru ilerlerken ortadaki yolcu ön uçtan gelen ışık dalgasına doğru yaklaşır, arka uçtan gelen ışıktan ise uzaklaşır; dolayısıyla ön uçtaki ışık yolcuya daha önce ulaşır. Tren sisteminde ışığın hızı her yönde c olduğundan ve yolcu iki uca eşit uzaklıkta bulunduğundan, ışığı önce gelen ön uçtaki yıldırımın daha önce çaktığı sonucuna varılır. Klasik fiziğin mutlak zaman sezgisiyle iki olayın her sistemde aynı anda gerçekleşeceğini düşünmek en yaygın çeldiricidir.
2. soruOrta
Kütle-enerji eşdeğerliği ile ilgili bazı yargılar verilmiştir.
I. Duran bir cisim bile durgunluk enerjisine sahiptir. II. Bir sistemin durgun kütlesi azaldığında sistemden enerji salınmış olabilir. III. Işık hızına yakın hareket, kütle-enerji eşdeğerliğini geçersiz kılar.
Buna göre bu yargılardan hangileri doğrudur?
Cevabı göster
Cevap: A — I ve II
Kısaca — Verilen yargılardan I ve II doğrudur.
Bir cisim hareketsizken bile kütlesinden dolayı E0=mc2 kadar bir durgun kütle enerjisine sahiptir (I doğru). Kapalı bir sistemde kütle azalıyorsa, Einstein’ın bağıntısı gereği bu kütle açığa çıkan enerjiye dönüşmüştür (II doğru). Görelilik etkilerinin genellikle ışık hızına yakın durumlarda incelenmesi seni yanıltmasın; kütle-enerji eşdeğerliği hızdan bağımsız evrensel bir doğa yasasıdır ve yüksek hızlarda asla geçersiz kalmaz (III yanlış).
3. soruOrta
Michelson-Morley tipi deneylerde esir hipotezinin öngördüğü saçak kayması bulunamamış; hipotez giderek zayıflamıştır. Yine de araştırmacılar düzeneği geliştirip ölçümü yıllarca sürdürmüştür.
Buna göre, bu süreç bilimsel çalışma açısından en iyi hangi yargıyla özetlenir?
Cevabı göster
Cevap: A — Artan duyarlılıkla yinelenen ölçümler, hipotezin öngörüsünü daha sıkı sınar ve bulgunun güvenilirliğini artırır.
Kısaca — Artan duyarlılıkla yinelenen ölçümler, hipotezin öngörüsünü daha sıkı sınar ve bulgunun güvenilirliğini artırır. Daha duyarlı bir düzenek, önceki ölçümlerde fark edilemeyecek kadar küçük saçak kaymalarını araştırmayı sağlar. Buna rağmen öngörülen kaymanın bulunamaması hipotezi daha güçlü biçimde sorgulatır. Kaymanın ölçülememesi, büyüklüğünün kesin sıfır olduğunu veya bütün alternatif açıklamaların doğrulandığını göstermez.
Cepte soru çöz, bağımsız bir çalışma uygulamasıdır; hiçbir sınav kurumu, okul ya da resmî kurumla bağlantılı, bunlarca desteklenen veya onaylanan bir uygulama değildir.
AYT (Alan Yeterlilik Testi), Yükseköğretim Kurumları Sınavı (YKS) kapsamında ÖSYM tarafından düzenlenen resmî bir sınavın ikinci oturumudur. Bu uygulama ÖSYM ile bağlantılı değildir.
Uygulamadaki tüm sorular ve metinler Cepte soru çöz için özgün olarak hazırlanmıştır; hiçbir resmî sınavdan alınmamıştır.