Elektrostatik
Elektriklenmiş cisimler üzerinde elektriği denge durumunda inceleyen fizik dalı. Durgun haldeki elektrik yüklerini inceleyen fiziğin dalına elektrostatik denir. Elektrostatik, değişmeyen elektrik alanlarının ya da yüklü cisimlerin diğer yüklü cisimlerle ilişkilerini inceleyen, fiziğin bir alt dalıdır. Elektrostatikte elektron hareketlerinden söz edilse de elektrik akımı incelenmez.
Manyetik olaylar M.Ö. 2000 yıllarında Çinliler tarafından bilinmekteydi. Bazı elektrostatik ve manyetik olaylarda M.Ö 700 yıllarında bilinmekteydi. Bunlar arasındaki ilişkiyse ancak M.S.1920 yılında H.C. Oersted tarafından elektrik akımlarının oluşturduğu manyetik etkinin gösterilmesiyle ortaya çıkmıştır. Bu ilişkinin anlaşılmasından sonra elektrik ve manyetizma olayları birleştirilerek elektromanyetizma adı altında incelenmiştir.
19. yüzyıl bilim adamları elektromanyetizmanın doğasını keşfederek onu geliştirmişlerdir. Bu bilim adamlarından Maxwell klasik elektromanyetizma ‘nın yasalarını oluşturmuştur. Bu yasalar genelde Maxwell denklemleri adıyla anılmaktadır. Maxwell denklemleri, mekanikteki, Newton'un Hareket Kanunları ve Evrensel çekim kanunlarının oynadığı rolü oynarlar. Maxwell, ışığın elektromanyetik karakterde olduğunu, hızlarının ışık hızına eşit olduklarını ve bu hızın da elektriksel ve manyetik ölçülerle bulunacağını göstermiştir. Klasik elektromanyetizmada elektrik yükleri, akımlar ve bunların karşılıklı etkileri incelenmekte ve kuantum teorisi ele alınmamaktadır. Bu bilim disiplinine ait bağıntılarla elektrik ve manyetizmanın 10 -12 m küçük boyutlarına kadar doğru sayılan işlemler yapılabilmektedir. Anılan bu atom boyutlarından daha küçük değerlerde devreye kuantum mekaniği girer. Özel rölativite ve kuantum mekaniğinim klasik elektromanyetizmaya uygulanması sonunda kuantum elektrodinamiği bilim disiplini ortaya çıkmıştır.
Elektrik Yükleri
Bir cismin sürtünme ile elektriklenmesi yaklaşık olarak 2700 yıldan beri bilinmektedir. Bilhassa naylon miktarı fazla olan kazaklar karanlıkta giyilirken veya çıkarılırken kıvılcımların oluşması elektrik yükünün hareketine bir örnektir. Yağmurlu havalarda bulutlarla yer arası veya buluttan buluta oluşan şimşekleri gözlemeyenimiz yok gibidir.
Burada oluşan şimşek de elektrik yüklerinin hareketine diğer bir örnektir. Uzun yıllara dayanan gözlemler sonunda sürtünme ile elektriklenmede iki tip elektrik yükü olduğu bulunmuştur. İpeğe sürülen bir cam çubuk diğer bir cam çubuğun yanına getirilirse çubuklar birbirini itecektir. Diğer taraftan kürke sürtülmüş bir plastik çubuk, aynı cam çubuğun yanına getirilirse onu çekecektir. Amerika Birleşik Devletleri bilim adamlarından Benjamin Franklin ( 1706 - 1790 ), plastik çubukta oluşan elektrik yüküne ( - ) negatif ve cam çubukta oluşan elektrik yükün ( + ) pozitif terimlerini getirmiştir.
Am ve plastik çubuklar arasındaki çekme ve itme kuvvetlerinin var oluşu neticesinde durgun elektriğin temel yasası ortaya çıkmaktadır. Bu temel yasaya göre ;
SADECE İKİ CİNS ELEKTRİK YÜKÜ VARDIR
- AYRI CİNS ELEKTRİK YÜKLERİ BİRBİRLERİNİ ÇEKERLER
- AYNI CİNS ELEKTRİK YÜKLERİ BİRBİRLERİNİ İTERLER
Elektriklenme sadece cam ve plastik çubuk için gözlenen bir olay değildir. Her madde uygun koşullarda sürtünmeyle bir miktar elektriklenebilir ve bu elektriklenmenin cinside Franklin ‘nin belirttiği pozitif ve negatif seçim kuralına göre belirlenir.
Franklin’in elektrik modelinin önemli bir tarafı, elektrik yükünün daima korunmuş olmasıdır. Daha açık olarak bir cisim diğerine sürtüldüğünde yük oluşmaz. Elektriklenme hali, yükün bir cisimden diğerine geçmesiyle meydana gelir. Böylece cisimlerden biri bir miktar eksi yük, diğeri de aynı miktarda artı yük kazanır. Bu durum, nötr bir maddenin atomik yapısında bulunan çekirdeğin ( + ) yükleri ( protonlar ) kadar ( - ) yüklerinde ( elektronlar ) bulunması gerçeğini açıklar.
