Fizikte, manyetizma için Gauss yasası Maxwell denklemlerinden biridir. Bu yasa B manyetik alanın diverjansının sıfıra eşit olduğunu söyler. Bu ise manyetik tek kutupların var olmadığı anlamına gelir. Manyetik yüklerden ziyade manyetizma için temel eleman manyetik dipoldür.
Manyetizma için Gauss yasası diferansiyel formda ve integral formda olmak üzere iki şekilde yazılabilir. Bu formlar diverjans teoreminden dolayı eşdeğerdir.
Aslında “manyetizma için Gauss yasası” ismi tek bir kullanım değildir. Bu yasa ayrıca “serbest manyetik kutupların yokluğu” olarak da adlandırılmaktadır.
Gauss yasasından kapalı bir S yüzeyinden geçen elektrik akı ifadesinin şöyle olduğu hatırlanabilir,
Benzer şekilde kapalı bir S yüzeyinden geçen manyetik akı da şöyle tanımlanabilir,
Gauss yasasına göre herhangi bir kapalı bir yüzey boyunca geçen elektrik akısı o yüzey tarafından çevrelenen net elektrik yükü ile doğru orantılıdır. Bir elektrik yükü ve bir manyetik monopol arasında var olan doğrudan bir benzetmeyi düşünürsek, herhangi bir kapalı yüzeyden geçen manyetik akının da bu yüzey tarafından çevrelenen manyetik kutupların sayısı ile doğru orantılı olduğunu tanımlayan ikinci bir yasanın formüle edilmesi beklenebilir. Ancak doğada henüz manyetik monopol gözlenememiştir. Bu nedenle manyetizmada Gauss yasası tanım olarak şu hâli alır: Herhangi bir kapalı yüzeyden geçen manyetik akı sıfırdır. Çünkü bu kapalı yüzeyin içinde kalan net bir manyetik tek kutup veya manyetik monopol yoktur.
Bu sadece manyetik monopollerin var olmadığını söylemenin başka bir yoludur ve aynı zamanda tüm manyetik alanların aslında dolaşan akımlar tarafından oluşturulduğunu söyler.
Bu yasanın hemen doğal bir sonucu da kapalı bir yüzeye giren manyetik alan çizgilerinin sayısının her zaman bu kapalı yüzeyden çıkan manyetik alan çizgilerinin sayısına eşit olmasıdır. Başka bir deyişle: Manyetik alan çizgileri asla başlamayan veya bitmeyen kapalı döngüler oluşturur. Böylece, manyetik alan çizgileri elektrik alan çizgilerine göre oldukça farklı davranır. Elektrik alan çizgileri pozitif yüklerde başlayıp negatif yüklerde sonra erir ve asla kapalı döngüler oluşturmazlar. Manyetik alan çizgileri ise tam tersidir; bir N kutbundan bir S kutbuna doğru yönelirler.
Tüm bu açıklamaların matematiksel ifadesi ve manyetizma için Gauss yasasının integral ifadesi şöyledir:
Manyetizma için Gauss yasasının diferansiyel ifadesi de şöyledir,
Manyetik tek kutuplarının bulunması için araştırmalar sürse de, bunun çok uzakta olduğunu düşünenler bir hayli fazla. Eğer bulunursa da manyetizma için Gauss yasasında manyetik akı muhtemel bir manyetik yük yoğunluğu ile doğru orantılı olması beklenir.
Gelecek yazımızda, “Elektrik ve Manyetizma” yazı dizimizde son konumuzdan önce Faraday yasasını inceleyeceğiz.
Gökhan Atmaca, MSc. twitter.com/kuarkatmaca | facebook.com/anadoluca
Kaynaklar:
- http://en.wikipedia.org/wiki/Gauss’s_law_for_magnetism
- http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/maxeq2.html
- http://farside.ph.utexas.edu/teaching/302l/lectures/node78.html
Elektrik ve Manyetizma yazı dizimizde,
Önceki Yazımız: Ampere Yasası
Sonraki Yazımız: Faraday Yasası
