IB Fizik Konuları 2025: Temel Temalar ve Alt Konular

IB Physics programı, uluslararası bakalorya kapsamında lise öğrencileri için tasarlanmış oldukça zorlu bir ders; 2025 müfredatında ise isteğe bağlı konular tamamen kaldırılarak, Space, Time and Motion, The Particulate Nature of Matter, Wave Behaviour, Fields ve Nuclear and Quantum Physics olmak üzere beş temel tema üzerine yoğunlaşılıyor. Bu değişiklik, tüm öğrencilerin aynı kapsamlı yapıyı takip etmesini sağlıyor ve fizik prensiplerini daha bütünleşik bir şekilde anlamalarına yardımcı oluyor.

Standart Düzey (SL) için yaklaşık 150 saatlik, İleri Düzey (HL) için ise 240 saatlik öğretim süresi öngörülüyor; HL’de bazı alt konularda ekstra derinlik sunuluyor ki bu da öğrencileri üniversite seviyesine daha iyi hazırlıyor.

Bu tam rehber, sınavlara hazırlanırken konulara hakim olmanızı sağlayacak; örneğin, Wave Behaviour teması telefon sinyallerinden ses sistemlerine kadar günlük hayatta nasıl kullanıldığını göreceksiniz ve fizik sevginiz artacak.

Tema A: Space, Time and Motion

IB Fizik’in ilk teması olan Space, Time and Motion, hareketin temellerinden relativity’ye kadar uzanır. SL için 27 saat, HL için 42 saat ayırılmış; günlük hayattan uzay araçlarına kadar her şeyi kapsar. Bu tema, fizik anlayışını güçlendirir ve seni gerçek dünya problemlerine hazırlar. Hadi alt konulara geçelim.

A.1 Kinematics

Kinematics, kuvvetleri göz ardı ederek hareketi tarif eder. Displacement (yer değiştirme), bir nokta ile başka nokta arası düz çizgi mesafedir; distance (yol) ise toplam kat edilen uzunluktur. Speed skaler bir büyüklükken, velocity (hız) vektörel olarak yönlüdür; acceleration (ivme) ise velocity’nin zamanla değişimidir.

Motion graphs’leri yorumlamak kritik. Position-time graph’inde eğim velocityyi verir; düz çizgi sabit velocity, kavisli çizgi acceleration gösterir. Velocity-time graph’inde alan displacementi, eğim ise accelerationı hesaplar. Örnek verelim: Bir araba 0’dan 10 m/s’ye 5 saniyede hızlanırsa, ivme a = (10-0)/5 = 2 m/s² olur.

Pratik ipucu: Velocity-time graph’inden ivmeyi bulmak için eğimi hesapla; dikdörtgen alan displacement verir. Basit örnek: Topu 20 m/s yukarı atarsan, velocity-time graph’inde tepe noktası sıfır velocitydir. Motion graphs örnekleri için bu rehber faydalı olur.

A.2 Forces and momentum

Newton’s laws hareketin nedenlerini açıklar. Birinci yasa: Cisimler dış etki yoksa sabit kalır veya düz gider. İkinci: F = ma. Üçüncü: Etki-tepki eşit ve zıttır. Günlük örnek: Fren yaptığında koltuk seni iter (üçüncü yasa).

Momentum (p = mv) korunur; kapalı sistemde toplam değişmez. Impulse (J = Ft) momentumu değiştirir. Çarpışma örneği: 2 kg top 3 m/s sola, 1 kg top 4 m/s sağa giderse, çarpışmadan önce toplam p = (2)(-3) + (1)(4) = -2 kg m/s. Korunumla son velocity’leri bulursun: Esnek olmayan çarpışmada v_ortak = -2 / 3 = -0.67 m/s.

SL temel kalır; HL’de derin analizler eklenir, örneğin patlamalar. Frenleme gibi durumlarda impulse hesapla.

A.3 Work, energy and power

Work (W = F d cosθ) kuvvetin yer değiştirme yönünde etkisi kadardır. Kinetic energy (KE = ½mv²) hareket enerjisi; potential energy (PE = mgh) yükseklikle artar. Conservation of energy der ki toplam enerji sabit kalır, sadece dönüşür.

Rampa örneği: Top rampadan yuvarlanırken PE kinetik olur; tepede PE max, altta KE max. Sarkaçta da aynı: Yukarı sallandığında KE PE’ye döner. Power (P = W/t) enerji transfer hızıdır; motorun gücü saniyede ne kadar iş yaptığını söyler. Work ve energy detayları için.

Enerji dönüşümleri roket itişinden barajlara her yerde görülür.

A.4 Rigid body mechanics (HL)

HL’de rigid bodyler dönme hareketi incelenir. Torque (τ = r F sinθ) dönme kuvveti; rotational kinematics lineer gibi: α (açısal ivme), ω (açısal hız). Moment of inertia (I) kütle dağılımına göre değişir.

Tekerlek örneği: Pedal çevirirken torque tekerleği hızlandırır; I büyükse yavaş döner. Lineer ile benzerlik: F = ma gibi τ = Iα. Dönme momentumu (L = Iω) korunur; buz patencisi kollarını çeker hızlanır.

Denge için net torque sıfır olmalı.

A.5 Galilean and special relativity (HL)

HL relativity klasik sınırları aşar. Galilean relativity düşük hızlarda geçerli: Tren içinde top atarsan dışarıdan düz gider. Einstein special relativity’de ışık hızı (c) herkese sabit.

Işık hızına yakın tren örneği: İçinde saat 1 sn geçerken dışarıdan yavaş akar (time dilation: Δt = Δt₀ / √(1 – v²/c²)). Uzunluk kısalır (length contraction: L = L₀ √(1 – v²/c²)). Klasik fizik yüksek hızda başarısız olur; relativity GPS gibi teknolojileri doğru yapar. IB Physics rehberi tam formülleri verir.

Tema B: The Particulate Nature of Matter

IB Fizik’in ikinci teması olan The Particulate Nature of Matter, maddenin atomik yapısını termal transferlerden gaz yasalarına kadar inceler. SL için 30 saat, HL için 55 saat ayrılmış; bu tema günlük cihazlardan iklim sistemlerine fizik kurallarını gösterir. Seni iç enerji ve elektrik akımlarının sırlarını çözmeye hazırlar. Hadi alt konulara dalalım.

B.1 Thermal energy transfers

Thermal energy transfers maddede ısı akışını conduction, convection ve radiation ile açıklar. Internal energy moleküllerin kinetik enerjisidir; sıcaklık artınca moleküller hızlı titreşir ve enerji depolanır. Soba örneğinde conduction devreye girer: Isı metal ızgaradan molekül çarpışmalarıyla yayılır, elini yakar çünkü titreşimler derine ulaşır.

Convection sıvı veya gazda akar; sobanın sıcak havası yükselir, soğuk hava aşağı iner ve oda ısınır. Buzdolabında tam tersi olur: Soğutucu gaz evaporatörde genleşir, convection ile iç havayı soğutur ve sıcaklık düşer. Radiation elektromanyetik dalgalarla çalışır; soba kızılötesi yayar, cam bile olsa eline ısı gelir. Conduction, convection ve radiation detayları için Oregon State University notları bak. Bu yollar termal enerjinin maddede molekülden moleküle taşındığını gösterir; conduction temasız değil, titreşimlidir.

B.2 The greenhouse effect

Atmosfer Güneş’ten gelen kısa dalga ışığı geçirir ama Dünya’nın yaydığı uzun dalga infrared’i hapseder. Greenhouse effect sera gazları (CO₂, metan) sayesinde oluşur; bunlar infrared emer ve geri yayar, böylece yeryüzü ısınır. Atmosferin enerji dengesi bozulursa sıcaklık yükselir; doğal gazlar 15°C tutar ama fazla CO₂ felaket getirir.

İklim değişikliği tam buradan kaynaklanır: Fabrika dumanları gaz artırır, kutuplar erir ve deniz seviyesi kabarıyor. Sera örneğinde cam kısa dalgayı geçirir ama iç ısıyı tutar; atmosfer de öyle yapar. UCAR’ın greenhouse effect açıklaması net grafikler sunar. Bu etki gezegeni yaşanır kılar ama dengesizlik seller ve kuraklık doğurur.

B.3 The gas laws

Ideal gas law gaz davranışını PV = nRT ile özetler; P basınç, V hacim, n mol sayısı, R sabit, T Kelvin sıcaklıktır. Kinetic model gazı hızlı rastgele çarpışan parçacıklar olarak görür; sıcaklık artınca kinetik enerji yükselir, basınç büyür. Balon şişirirken nefesin T ve n artırır, V genişler çünkü moleküller duvarı iter.

Deneyde balonu ısıt: Hacim büyür, P sabit kalır. Soğutunca büzüşür. Boyle yasası P V sabit tutar; basınç artınca hacim küçülür. Örnek: 1 mol gaz 300 K’de 1 atm ve 24.6 L hacimdeyse V = (1)(0.0821)(300)/1 = 24.6 L. Boston University kinetic theory notları deney ipuçları verir. Bu yasalar balonlardan roket yakıtına her yerde geçerli.

B.4 Thermodynamics

Thermodynamics enerji dönüşümlerini dört yasayla yönetir. Sıfırıncı yasa termal dengedir; birinci energy conservation der, Q = ΔU + W. İkinci yasa entropy artar, ısıyı tamamen işe çevirmek imkansızdır. Üçüncü mutlak sıfırda entropy sıfır; dördüncü ısı sıfırda akmaz.

Heat engines ısıyı işe çevirir; buhar makinesi sıcak buhar pistonu iter, soğukta yoğunlaşır. Efficiency η = W/Q_in = 1 – (T_cold/T_hot); Carnot maksimumdur. Buhar makinesi %20 verimli çalışır çünkü çok ısı boşa gider. HL’de detaylı hesaplar yapılır, örneğin Otto cycle’da η = 1 – (1/r)^{γ-1}. Hawaii University heat engines rehberi formülleri açıklar. Bu yasalar arabadan nükleer santrale güç verir.

B.5 Current and circuits

Electric current yük akışıdır (I = Q/t); voltage enerji farkıdır, resistance akımı yavaşlatır. Ohm’s law V = I R temel kuraldır; direnç artınca akım düşer. Pil ve ampul devresinde pil voltage sağlar, ampul dirençle ısınır ve ışık verir.

Seri devrede R_toplam = R1 + R2, akım aynı akar. Paralelde 1/R = 1/R1 + 1/R2, voltage aynı. Örnek: 12V pil, 4Ω ampul bağla; I = 12/4 = 3A, güç P = I²R = 36W. Devre analizi Kirchhoff yasalarıyla yapılır: Akım korunur, voltage toplam sıfır. Hyperphysics Ohm’s law sayfası simülasyonlar sunar. Bu kavramlar ev elektriğinden bataryalara hayatı aydınlatır.

Tema C: Wave Behaviour

IB Fizik’in üçüncü teması olan Wave Behaviour, salınımlardan Doppler etkisine kadar dalgaların temel kurallarını kapsar. SL için 17 saat, HL için 29 saat ayrılmış; HL’de bazı alt konularda ekstra detaylar işlenir. Telefon sinyallerinden müzik aletlerine günlük hayatta dalgalar her yerde karşına çıkar. Bu tema seni ses ve ışık gibi dalgaların nasıl çalıştığını anlamaya hazırlar. Hadi alt konulara göz atalım.

C.1 Simple harmonic motion

Simple harmonic motion (SHM), sürekli bir restorasyon kuvvetiyle karakterize salınımları tanımlar; yaylar ve sarkaçlar klasik örneklerdir. Bir yayı germek için uyguladığın kuvveti bırakınca, kütle ileri geri salınır çünkü Hooke’s law (F = -kx) onu merkeze çeker. Periyot T, salınımın tam bir turu için gereken zamandır ve yaya bağımlı formül T = 2π√(m/k) ile hesaplanır; burada m kütle, k yay sabitidir.

Basit sarkaçta ise küçük açılarda T = 2π√(L/g) geçerlidir; L ip uzunluğu, g yerçekimi ivmesidir. Salıncak örneğinde çocuk ileri geri sallanırken periyot uzunluğa göre değişir ama genlik etkilemez. SL’de bu temeller işlenir. HL’de ise faz farkları, enerji korunumu ve karmaşık sistemler gibi ileri tedaviler eklenir; örneğin iki yaylı sistemde efektif k bulunur. Stanford’un vibrations and waves notları SHM grafiklerini detaylı gösterir.

Bu hareket telefon titreşiminden saat mekanizmalarına her yerde görülür; periyodu hesaplayarak salınım hızını öngörebilirsin.

C.2 The wave model

Wave model, enerjiyi ortamda taşıyan salınımları modeller; dalga hızı v, frekans f ve dalga boyu λ ile ilişkilidir. Temel denklem v = fλ dalganın ilerleme hızını verir. İp dalgası düşün: Bir ucunu sallarsan, tepe noktası boyunca ilerler ve frekans sallama hızına, λ ipteki tepe arası mesafeye bağlıdır.

Hız ortamdan etkilenir; örneğin suda ses dalgası 1500 m/s giderken havada 340 m/s’dir. Formülü uygula: 440 Hz ses (A notası) havada λ = v/f = 340/440 ≈ 0.77 m dalga boyu yapar. Bu model radyo dalgalarından deprem dalgalarına kadar geçerlidir. İp deneyinde sallama hızını artırınca f yükselir, λ kısalır ama v sabit kalır eğer gerilim değişmezse.

Dalgalar madde taşımaz, sadece enerjiyi iletir; ipteki dalga ucuna ulaşınca kaybolur.

C.3 Wave phenomena

Wave phenomena, dalgaların etkileşimlerini inceler; interference, diffraction, reflection ve refraction ana olaylardır. Çift yarık deneyinde ışık iki yarıkta yayılır, ekranda parlak ve karanlık bantlar oluşur çünkü constructive interference (faz uyumlu) parlaklık, destructive (faz zıt) karanlık yapar.

Diffraction, dalganın engel kenarından bükülmesidir; ses kapıdan yayılırken odanın her yerine ulaşır. Reflection aynada düz geri döner, refraction ise ortam değişince hızlanır veya yavaşlar; gökkuşağında su damlacıklarında ışık kırılır ve renkler ayrılır. Snell yasası n1 sinθ1 = n2 sinθ2 kırılma açısını verir.

SL temel örnekleri kapsar. HL’de polarizasyon ve ince film interference gibi detaylar eklenir. BYU’nun light and optics kitabı refraction diyagramlarını net açıklar. Bu olaylar CD yansımalarından fiber optik kablolara hayatı renklendirir.

C.4 Standing waves and resonance

Standing waves, iki ters yönde dalganın toplamıyla oluşur; nodes (durgun noktalar) ve antinodes (maksimum salınım) içerir. Gitar telinde temel frekans λ/2 = L yapar, node uçlarda, antinode ortadadır. Harmonikler için λ/n = 2L/n olur; n=1 temel, n=2 birinci harmonik.

Resonance, sürücü frekansı doğal frekansa uyunca genlik büyür; boru örneğinde hava sütunu kapalı uçta node, açık uçta antinode olur. Fundamental frekans f1 = v/4L, harmonikler f3, f5 gibi tekler. Gitar akort ederken tel titreşimini rezonansa getirirsin.

SL’de temel modlar işlenir. HL’de boru ve tel farkları derinleşir. Bu kavramlar müzik enstrümanlarından köprü titreşimlerine kadar önemlidir; yanlış rezonans yıkıcı olur.

C.5 The Doppler effect

Doppler effect, kaynak veya gözlemci hareketinde frequency değişimini tanımlar. Ambulans sirenini düşün: Yaklaşırken f yükselir (mavi kayma), uzaklaşırken düşer (kırmızı kayma). Formül gözlemci için f’ = f (v ± vo)/(v ∓ vs); v ses hızı, vo gözlemci hızı, vs kaynak hızı.

Kaynak yaklaşırsa dalgalar sıkışır, f artar; uzaklaşınca uzar. SL temel vakalar kapsanır. HL’de ışık için relativity düzeltmeleri eklenir, örneğin yıldızlar için radial velocity hesaplanır. Ambulans sesi günlük hayatta net örnek; radar hız ölçümünde de kullanılır.

Bu etki astronomiden tıbbi ultrasona kadar geniş alanda rol oynar.

Tema D: Fields

IB Fizik’in dördüncü teması Fields, evrendeki kuvvetleri modelleyen alan kavramlarını kapsar; yerçekimi, elektrik ve manyetik etkilerden elektromanyetik indüksiyona kadar uzanır. SL için 23 saat, HL için 37 saat ayrılmış; HL’de matematiksel derinlikler eklenir ki bu seni partikül hızlandırıcılarından jeneratörlere gerçek dünya uygulamalarına hazırlar. Günlük hayatta telefonundan MRI cihazlarına kadar her yerde bu alanlar iş başındadır. Hadi alt konularını inceleyelim.

D.1 Gravitation

Newtonian gravity, kütleler arası çekim kuvvetini tanımlar ve gezegen hareketlerini mükemmel açıklar. İki kütle m1 ve m2 arası uzaklık r‘de kuvvet F = G m1 m2 / r² olur; G evrensel yerçekimi sabitidir ve yön merkeze doğrudur. Gezegenler Güneş etrafında elips yörüngelerde döner çünkü bu kuvvet merkezkaç etkiyi dengeler; Kepler yasaları buradan türetilir.

Field concepti düşün: Yerçekimi alanı g = G M / r² her noktada kütle M‘nin etkisiyle oluşur ve test kütlesi m‘yi F = m g ile çeker. Ay’ın Dünya etrafındaki hareketi gibi, uydu yörüngesinde hız v = √(G M / r) sabit kalır; dairesel yörünge periyodu T = 2π √(r³ / G M) ile bulunur. Bu formül gezegenlerden uydulara kadar geçerlidir.

SL’de temel kalır. HL’de math derinleşir; orbital enerji E = – G M m / 2 r negatiftir çünkü bağlı sistemdir ve kaçış hızı v_esc = √(2 G M / r) hesaplanır. UNLV’nin gravity ve orbits notları yörünge diyagramlarını detaylandırır. Bu kavramlar roket fırlatmalarında hızı belirler.

D.2 Electric and magnetic fields

Field lines, alanın yönünü ve gücünü gösterir; elektrikte pozitiften negatife doğru yoğunlaşır, manyetikte kuzeyden güneye kuzey kutbundan çıkar. Coulomb’s law iki yük q1 ve q2 arası F = k q1 q2 / r² verir; k = 1/(4πε₀) ve statik elektrikte balon saçını çeker çünkü yükler itiş veya çekiş yapar.

Elektrik alanı E = k q / r² radyal yayılır; test yükü kuvvet hisseder. Manyetik alan B hareketli yüklerden doğar ve mıknatısın etrafında kapalı döngüler çizer. Hareketli yük q‘de F = q v B sinθ Lorentz kuvveti oluşur; teldeki akım mıknatısla yan yana gelince itilir veya çekilir çünkü akım manyetik alan üretir.

Statik elektrik örneği: Yünle ovuşturulmuş plastiğe kağıt yapışır çünkü E field lines kağıdı çeker. Mıknatıs iki tel akımını düşün; paralel akımlar birbirini çeker, zıtlar iter. SL bu temelleri kapsar. Wisconsin’in magnetic fields lecture’ı Biot-Savart’ı örnekler. Bu alanlar kompüsten ekranlardan tren raylarına güç verir.

D.3 Motion in electromagnetic fields

Yüklü parçacıklar E ve B alanlarında karmaşık yollar izler; E düzgün hızlandırır, B dairesel döndürür. Lorentz kuvveti F = q (E + v × B) toplam etkiyi verir; sadece B varsa parçacık sabit yarıçaplı daire çizer ve r = m v / (q B) cyclotron frekansı f = q B / (2π m) ile döner.

Cyclotron örneği mükemmel: Protonlar manyetik alanda spiralle hızlanır, E radyal elektrik alanı kinetik enerjiyi artırır. Merkezde B dairesel tutar; tıbbi izotop üretiminde kullanılır ve parçacık hızlandırır. Düzgün E‘de parabol yol, B‘de helix olur eğer v paraleli varsa.

Bu hareket elektron mikroskobundan kütle spektrometresine kadar yaygındır. SL temel yollar işlenir. HL’de Hall etkisi gibi detaylar eklenir. Illinois HEP lecture notes currents ve fields’i birleştirir. Alanlar parçacık yolunu kontrol eder.

D.4 Electromagnetic induction (HL)

Electromagnetic induction değişen manyetik akının induced emf üretmesini tanımlar. Faraday’s law der ki ε = – dΦ_B / dt; Φ_B = B A cosθ akı ve değişim emk doğurur. Lenz’s law indüklenen akımın değişimi karşılamasını söyler; manyetik alan direnç gösterir.

Jeneratörde bobin B alanında döner, akı değişir ve emf üretir; AC akım elde edilir. Dikdörtgen bobinde maksimum emf ε_max = N B A ω olur; N sarım sayısı, ω açısal hız. Dönme enerjisi elektrik olur.

Bu sadece HL’de işlenir; ekstra içerikte transformerlar ve eddy currents eklenir. Jeneratör rüzgar türbinlerinde Dünya’yı aydınlatır. Purdue EMFT lectures Maxwell denklemlerini kapsar. Induction modern elektriğin temel taşıdır.

Tema E: Nuclear and Quantum Physics

IB Fizik’in son teması Nuclear and Quantum Physics, atomun gizemlerinden yıldızların enerjisine kadar evrenin en küçük yapı taşlarını ele alır. Her iki SL ve HL için toplam 39 saat ayrılmış; E.1 9 saat, E.2 8 saat, E.3 12 saat, E.4 4 saat, E.5 6 saat şeklinde dağılmış. HL’de fission gibi konularda ekstra matematik ve detaylar işlenir, seni kuantum dünyasının kapılarını açar. Atomların içindeki kuvvetler günlük teknolojilerden Güneş’e her şeyi açıklar. Hadi alt konularını keşfedelim.

E.1 Atomic physics

Atom modelleri, maddenin temel yapılarını anlamak için temel taşlar oluşturur. Rutherford’un altın folyo deneyi, atomun çoğunun boşluk olduğunu ve merkezde yoğun pozitif çekirdek bulunduğunu gösterir; alfa parçacıkları çoğu geçer, bazıları geri seker çünkü Coulomb repulsive kuvveti devreye girer. Bohr modeli bu temeli alır ve elektronları sabit yörüngelerde dolaştırır; enerji seviyeleri E_n = -13.6 eV / n² formülüyle kuantize olur, n quantum sayısıdır.

Hidrojen spektrumu bu modeli doğrular. Elektron düşük enerji seviyesine atlarken foton salar, Balmer serisinde görünür ışıkta dört ana çizgi gözlenir: H-alpha 656 nm kırmızıdan H-gamma 434 nm mora kadar. Rydberg formülü 1/λ = R (1/2² – 1/n²) ile λ dalga boyu hesaplanır, R Rydberg sabitidir. Spektrum çizgileri atomun imzası gibidir; spektroskopiyle uzak yıldızların bileşimini bulursun. Michigan’ın quantum chemistry notları hidrojen atomunu detaylandırır.

Bu temeller lazerlerden LED’lere teknolojileri besler; elektron geçişlerini öngörerek renkleri tasarlayabilirsin.

E.2 Quantum physics

Fotoelektrik etki, ışığın dalga değil parçacık olduğunu kanıtlar. Klasik dalga teorisi düşük yoğunlukta bile elektron koparır der ama deneyde minimum frekans f_0 altında hiç elektron çıkmaz; Einstein bu sorunu photon kavramıyla çözer, her foton E = h f enerjisi taşır, h Planck sabitidir. Eşik üstü frekansta kinetik enerji ½ m v_max² = h f – φ olur, φ work function’dır.

Einstein’ın deneyi metal yüzeye değişen frekanslı ışık tutar; stopping voltage ile v_max bulunur, grafikte eğim h’yi verir. Bu quantum ideas’ı doğurur: Işık paketler halinde gelir, enerji frekansa bağlıdır yoğunluktan değil. SL’de temel denklem ve deney işlenir. HL’de wave-particle duality derinleşir, de Broglie wavelength λ = h / p eklenir ve elektron diffraction’ı tartışılır. MIT’nin quantum physics lecture notes’u photoelectric’ı örneklerle açıklar.

Photon fikri güneş panellerinden gece görüş kameralarına hayat verir; frekans eşiğini aşınca elektronlar özgürleşir.

E.3 Nuclear physics

Radyoaktif decay, kararsız çekirdeklerin alfa, beta veya gamma yayarak kararlı hale gelmesini tanımlar. Activity A = λ N ile ölçülür, λ decay constant’ı, N çekirdek sayısıdır; exponential decay N = N_0 e^{-λ t} yasası geçerlidir. Half-life T_{½} = ln(2)/λ yarı ömürdür, her döngüde yarıya iner.

Karbon dating bu yasayı kullanır; ^{14}C atmosferde kozmik ışınlarla oluşur, canlılar emer, ölünce decay başlar. T_{½} = 5730 yıl ile arkeolojik örneklerin yaşını t = (1/λ) ln(N_0 / N) formülüyle bulursun; örneğin bugünkü activity yarısıysa 5730 yıl geçmiş demektir. Beta decay’de nötron protone dönüşür, elektron ve antineutrino salar. Gamma ise excited çekirdekten foton yayar.

Bu süreçler tıbbi izotop tedavisinden jeolojik yaş tayinine kadar yaygındır; half-life tablosuyla riskleri hesaplayabilirsin.

E.4 Nuclear fission (HL)

Nuclear fission, ağır çekirdeklerin nötronla parçalanmasını tarif eder; uranyum-235 örneğinde nötron emilir, unstable ^{236}U oluşur ve asimetrik iki parçaya ayrılır, 2-3 nötron daha salar. Chain reaction bu nötronlarla sürer; kritik kütlede her fission yeni fission tetikler, uncontrolled bombadır, controlled reaktörde kadmiyum çubuklarla yavaşlatılır.

Uranyum reaktöründe yavaş nötronlar moderator (su veya grafit) ile yavaşlar, fission oranı sabit tutulur. Enerji E = Δm c² ile açığa çıkar, Δm mass defect’tir; 1 kg U-235 yaklaşık 20.000 ton TNT enerjisi verir. HL’de detaylı: Binding energy curve zirvede Fe-56, U-235 solda düşük; fission ürünler sağa kayar, enerji salar. Reaktör kontrolü, breeder reactors ve waste yönetimi işlenir. Penn State’in fission chapter’ı chain reaction’ı diyagramlar.

Photo by Wendelin Jacober

Fission elektrik üretir ama güvenlik kritik; zincir reaksiyonu hakim olursan güç elde edersin.

E.5 Nuclear fusion and stars

Nuclear fusion, hafif çekirdekleri birleştirerek enerji üretir; proton-proton chain Güneş’te baskındır. Dört proton iki elektron salarak helyum olur, E = Δm c² 0.7% kütle enerjiye döner. Yüksek sıcaklık (10 milyon K) ve basınç Coulomb barrier’ı aşar, tunneling ile fusion başlar.

Güneş merkezinde her saniye tonlarca hidrojen helyuma dönüşür, radiation pressure dengeler gravity’yi; main sequence’de stabil kalır. pp-chain: p + p → d + e^+ + ν, sonra d + p → ^3He, iki ^3He → ^4He + 2p. CNO cycle HL yıldızlarda baskındır. UNLV’nin stars lecture’ı fusion’ı Güneş örneğiyle anlatır.

Fusion ITER gibi projelerle Dünya enerjisi olur; yıldızlar bu sayede parlar, senin geleceğin de aydınlanır.

Sonuç

IB Fizik 2025 müfredatı five core themes ile sadeleşti: Space, Time and Motion hareketten relativity’ye, The Particulate Nature of Matter termal enerjiden devrelere, Wave Behaviour salınımlardan Doppler’a, Fields yerçekiminden indüksiyona, Nuclear and Quantum Physics atomdan füzyona kadar her şeyi kapsar. SL’de temel kavramlar 150 saatte işlenir, HL ise 240 saatte derin matematik ve ekstra detaylar ekler, üniversiteye en iyi hazırlar.

Başarı için düzenli pratik yap, geçmiş sınav sorularını çöz, formülleri ezberle ve deneyleri tekrarla. Resmi IB kaynakları için MIT quantum notes gibi .edu sitelerine bak, IA’nı güçlendir.

Bu temaları hakim olunca fizik senin için eğlenceli bir macera olur, geleceğini aydınlatır. Hadi başla, sen başaracaksın!