Isıgın Tanecik Modeli-Isıgın Tanecik Modeli Hakkında Genel Bilgi...

dsfdsfsdfsdfsdfdsfdsısıgın tanecik modeli-ısıgın tanecik modeli Hakkında Genel Bilgidsfdsfsdfsdfsdfdsfdsdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsdsfds fsdfsdfsdfdsfds
ısıgın tanecik modeli-ısıgın tanecik modeli Hakkında Genel Bilgi

IŞIĞIN TANECİK MODELİ

Işığın tanecik modeline göre ışık foton adı verilen çok küçük taneciklerden meydana gelmiştirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu tanecikler çok küçük yapıya sahip olup kaynaklardan oldukça fazla çıkarlardsfdsfsdfsdfsdfdsfds Tanecik modelinin bazı ışık olaylarınıdsfdsfsdfsdfsdfdsfds açıklamada yeterli ve başarılı olmasının yanı sıra bazı olaylarda başarılı olamamıştırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Şimdi tanecik modeline göre, ışığın bazı davranışlarını açıklayalımdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
ldsfdsfsdfsdfsdfdsfds Işığın Yayılması: Işık doğrusal yolla yayılıp boşluktaki hızı ~3dsfdsfsdfsdfsdfdsfds105 km/sn dirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Tanecik modeline göre fotonlar oldukça küçük olup hızı çok yüksek olduğundan yörüngeleri doğrusaldırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds

Tanecik yavaş hareket ettiğinde Tanecik çok hızlı hareket ettiğinde
parabolik yörünge çizerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Yörüngesi doğrusal olurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Işığın Birbiri içinden Geçmesi: Işık ışınları birbiri içinden bir*birlerini etkilemeden geçerlerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Tanecik modeline göre de tanecikler çok küçük ve hızlı olduklarından birbirleri içinden geçerlerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds

3dsfdsfsdfsdfsdfdsfds Işığın Yansıması; Işık bir yansıtıcı yüzeye düşünce yansımaya uğrardsfdsfsdfsdfsdfdsfds Aynı şekilde tanecik modeline göre fotonları pin-pong topuna benzetirsek bir yüzeye çarptığında yansımaya uğrardsfdsfsdfsdfsdfdsfds

4dsfdsfsdfsdfsdfdsfds Aydınlanma: Birim yüzeye düşen ışık miktarı o yüzeydeki aydınlanmayı verirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Aynı şekilde tanecik modeline göre birim yüzeye düşen foton sayısı o yüzeydeki aydınlanma şiddetini verirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Işık kaynağından uzaklaşıldıkça aydınlanma azalırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Tanecik modeline göre aydınlanmanın azalması ters kare kanunu (aydınlanma uzaklığın karesi ile ters orantılıdırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds) gereği izah edilir, örneğin kaynaktan 2 kat uzağa gidilince aydınlanma dörtte birine düşerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds

Kaynaktan d uzaklığında aydınlanma
E ise 2 d uzaklığında dürdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Çünkü yüzeyden geçen tanecik sayısı
dörtte birine düşerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds

5dsfdsfsdfsdfsdfdsfds Işık Basıncı: Nasıl ki duvara fırlatılan bir top basınç uygularsa, tanecik modeline göre taneciklerden oluşan ışıkta düştüğü yüzeye basınç uygulardsfdsfsdfsdfsdfdsfds Işık basıncı dünyada fark edilemeyecek kadar az olmasına rağmen güneşin yüzeyine yakın yerlerde dünyaya göre oldukça fazladırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Işık basıncı aydınlanma ile doğru orantılı olup Radyometre denilen aygıtla ölçülürdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
6dsfdsfsdfsdfsdfdsfds Işığın Soğurulması: Işığın vurduğu yüzeyden yansımayıp tutulması olayına soğurulma denirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Koyu renkli cisimler açık renkli cisimlere göre ışığı daha çok tutarlardsfdsfsdfsdfsdfdsfds Dolayısıyla koyu renkli cisimler açık renkli cisimlere göre daha çok ısınırlar, örneğin; üzerine kül dökülmüş kar, hiçbir şey dökülmemiş kardan daha erken erirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Koyu elbise açık elbiseden daha sıcak olurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Onun için yazlık elbiseler genelde açık renkli olmalarına rağmen kışlık elbiseler biraz daha koyudurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Soğurulma olayı tanecik modeline göre; çekicin çelik bilyeye vurulunca sıçraması, yumuşak demire vurulunca demirin ezilip çekicin sıçramaması şeklinde izah edilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Çelik bilye beyaz zemin yumuşak demir siyah zemin gibi kabul edilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
7dsfdsfsdfsdfsdfdsfds Işığın Kırılması; Işığın tanecik modelinin başarı ile açıklandığı olaylardan biridirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu modelin olaya uygunluğunu anlamak için açılar
ve indisler arasındaki ilişkiyi kurmak için bir deney sistemi kuralımdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Şekildeki kutunun üzerinden V1, hızıyla qü açısı altında yollanan bilyanın, alt yüzeyde V2 hızı ile qa açısı altında hareketi görülmektedirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds qü gelme açısı, qa kırılma açısı olarak düşünülürse ışık için bu olay az kırıcı or*tamdan çok kırıcı ortama geçen bir ışını temsil edebilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds

O halde; kutunun üst yüzeyi az kırıcı (hava) alt yüzeyi çok kırıcı (cam) ortamlara eşdeğer sayılabilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Modelde yapılan çeşitli deneyler, bu açıların sinüsleri arasındaki oranın sabit olduğunu göstermiştirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds

Modelin kırılma yasasına uymasına rağmen alt yüzeyde bilyanın da*ha hızlı hareket ettiğine inanıyorsak, V2 > V1 için [IMG]file:///D:/DOCUME%7E1/can/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image016dsfdsfsdfsdfsdfdsfdsgif[/IMG] > l sonucuna varılırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Ancak deneysel sonuçlar, kırıcı ortamda hızın daha küçük olduğunu göstermektedirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Ayrıca kırılma yasasındaki bu sabit sayının (l) den küçük olmayacağını da öğrenmiştikdsfdsfsdfsdfsdfdsfds O halde, tanecik modeli hızlar arasındaki ilişkiyi açıklamada başarısızdırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
ÖRNEK:

Işığın havadaki 3dsfdsfsdfsdfsdfdsfds105 km/sn olduğuna göre, kırılma indisi 1,25 olan saydam ortamdaki hızını tanecik modeline göre bulup gerçek değeri ile karşılaştırınızdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
ÇÖZÜM:
vH = 3dsfdsfsdfsdfsdfdsfds105 km/sn
nx = 1,25
vx = ?
Tanecik modeline göre;
dirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds = vx = 3,75 dsfdsfsdfsdfsdfdsfds 105 km/sn dirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Aslında ışık hızı 3dsfdsfsdfsdfsdfdsfds10 km/sn den büyük olamazdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Buna göre ışığın kırılma indisi 1,25 olan ortamdaki hızının gerçek değerini bulursak;
ÇÖZÜM:

Aslında ışık hızı 3dsfdsfsdfsdfsdfdsfds10 km/sn den büyük olamazdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Buna göre ışığın kırılma indisi 1,25 olan ortamdaki hızının gerçek değerini bulursak;

Sonuç olarak; ışığın kırılma indisi 1,25 olan ortamdaki hızı tanecik modeline göre 3,75dsfdsfsdfsdfsdfdsfds105 km/sn gerçek değeri ise 2,4dsfdsfsdfsdfsdfdsfds105km/sn dirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Yukarıda izah ettiğimiz olaylarla izah edemeyeceğimiz olayları sıralarsak tanecik modeli; ışığın kırılmasında hızın değerinin bulunmasın da, ışığın saydam ortamlarda aynı anda kırılma ve yansıması, kırınım olayı gibi olayları izah etmede yetersiz kalmıştırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Yani tanecik modeli ile bu olayları izah etmek zordurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
FOTOELEKTRİK OLAYI

Tanım: Işığın :-):-):-):-)l yüzeylerinden elektron sökmesine fotoelektrik olay, sökülen elektronlara ise fotoelektron adı verilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotoelektronların oluşturacağı elektrik akımına ise fotoelektron akımı adı verilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotoe*lektron akımı fotoelektronların sayısı ile doğru orantılıdırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotoelektrik olayı aşağıdaki gibi basit bir şekille izah edebilirizdsfdsfsdfsdfsdfdsfds

Fotoelektrik olayın deneysel olarak izah edilmesi ise şekildeki gibi*dirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds

Yapılan deneyde çinko levha üzerine düşen ışık levhadan elektronlar koparırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Böylece elektroskoptaki elektron sayısı azalır ve elektroskopun yapraklan kapanmaya başlardsfdsfsdfsdfsdfdsfds Zaten elektroskopun yapraklarının kapan*dığının izlenmesi elektron kaybetmekle mümkündürdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Deneyi mercekle çinko levha arasına cam levha koyarak tekrarlarsak elektroskopun yap*raklarının kapanmadığı görülürdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu da cam levhanın elektron söken ışığı kestiğinin bir kanıtıdırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu ışık görünür ışık olmayıp mor ötesi ışındırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Çünkü cam mor ötesi ışını geçiremezdsfdsfsdfsdfsdfdsfds

Çinko ve benzeri :-):-):-):-)llerden elektron sadece mor ötesi ışınlarla sökülürdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Görünür ışığın da elektron sökmesi için alkali :-):-):-):-)ller (sod*yum, potasyum, Lityum dsfdsfsdfsdfsdfdsfdsdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsdsfdsfsdfs dfsdfdsfds vbdsfdsfsdfsdfsdfdsfds) kullanılırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Fotosel: özel olarak yapılan ve fotoelekron akımı elde etmeye ya*rayan lambalara fotosel veya fotoelektrik levha adı verilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsFotosellerde :-):-):-):-)l olarak alkali :-):-):-):-)l kullanılırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
[IMG]file:///D:/DOCUME%7E1/can/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image032dsfdsfsdfsdfsdfdsfdsjpg[/IMG]Fotosel lambaların yapısı şekildeki gibi olup
pencereden giren ışık alkali :-):-):-):-)lden elektron sökerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Sö*külen elektronlar (+) uç ta*rafından çekilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Böylece dev*reden bir akım geçer ve am*permetre sapardsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Şayet geri*limi artırırsak akım bir mik*tar artardsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Fakat gerilimin belli değerinden sonra alcımın
artışı durur ve sabitleşirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu da fotoelektrik akıma
gerili*min belli ölçülerde etkili ol*duğunu gösterirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Üretecin uçlarına lambanın bağlanış şekli ters çevrilirse bu durumda akım hemen kesilmezdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Sökülen elektronlar (-) uç tarafından itilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fakat elektronlar belli bir hızla (enerjiyle) geldiklerinden devreyi tamamlarlardsfdsfsdfsdfsdfdsfds Şayet ters bağlı vaziyette gerilim artırılmaya devam edilirse belli bir değere ulaşılınca akım kesilir, işte akımın kesildiği andaki gerilime (potansi*yel) kesme potansiyel (v,) adı verilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotosel lambada akımın gerili*me bağımlılığı şekildeki gibidirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds

Fotosel lambalar günümüzde banka kasalarındaki alarm sistemle*rinde büyük otellerin kapılarını otomatik olarak açan sistemlerde ve filmlerin kenarlarına kaydedilen sesin tekrar elde edilmesindeki gibi yer*lerde kullanılırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Fotosel lambalar alarm sistemlerinde şekildeki gibi kullanılırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds

Fotosele ışık düştüğünde devreden akım geçerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Böylece A bobini mıknatıslık özelliği kazanarak B çelik şeridini, (paleti) kendine doğru çekerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu şekilde zilin çalması önlenirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotosele gelen ışık kesilirse akım da kesileceğinden çelik şerit serbest kalır ve C vidasına dokunur ve zil devresinden akım geçerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Böylece zil çalmaya başlardsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu olay ışığa bağlı olarak devam eder giderdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Yapılan deneyler fotoelektrik olayla ilgili şu sonuçları ortaya çı*karmıştırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
1dsfdsfsdfsdfsdfdsfdsIşığın yüzeyden elektron sökebilmesi için dalga boyunun belli bir değerin altında olması gerekirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Dalga boyunun küçülmesi frekansın büyümesi ile mümkündürdsfdsfsdfsdfsdfdsfds

2dsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotoelektronların sayısı, dolayısıyla fotoelektrik akımı, ışık akısı ile doğru orantılıdırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Işık akısı arttıkça sökülen elektronların sayısı da artardsfdsfsdfsdfsdfdsfds
3dsfdsfsdfsdfsdfdsfds Işık bir elektronu :-):-):-):-)lden kopardıktan sonra artan enerjisini elektrona kinetik enerji olarak aktarırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu kinetik enerji ışığın fre*kansı ile doğru orantılıdırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Frekans arttıkça ışığın enerjisi artacağın*dan fotoelektronların kinetik enerjisi de artardsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Einstein'in Fotoelektrik Denklemi

Bilim adamı Planck'a göre ışık kaynaklarından kuantum veya fo*ton adı verilen tanecikler salınırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu tanecikler birer enerji paketleri şeklinde olduğunu Enstein daha da geliştirerek fotoelektrik olayını açık*ladıdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Planck'a göre bir ışık kuantumunun enerjisi E = hdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsf bağıntısı ile bulunurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds

Burada h Planck sabiti olup, değeri h=6,62dsfdsfsdfsdfsdfdsfds10"** Jdsfdsfsdfsdfsdfdsfdssn di rdsfdsfsdfsdfsdfdsfds ı Diğer bir enerji birimi de elektronvoltturdsfdsfsdfsdfsdfdsfds (eV)
l Elektronvolt (eV): Bir elektronun l voltluk potansiyel farkı al*tında kazandığı enerjidirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds leV = 1,6dsfdsfsdfsdfsdfdsfds1019 J ve lJ = 6,25dsfdsfsdfsdfsdfdsfds1018 eV durdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
E = h bağıntısında hdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsc çarpımı sabittirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
hdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsc = 6,62dsfdsfsdfsdfsdfdsfds10-34 Jdsfdsfsdfsdfsdfdsfdssndsfdsfsdfsdfsdfdsfds3dsfdsf sdfsdfsdfdsfds108m/sn = 19,86dsfdsfsdfsdfsdfdsfds10-26Jdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsm = 12400 eVdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsA° durdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Böylece E = h şeklini alırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Bağlanma (Eşik) Enerjisi: Bir foton yüzeye çarptığı zaman enerji*sini yüzeyin bir tek elektronuna verir ve kendisi kaybolurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotonun enerjisinin bir kısmı elektronu sökmek için diğer kalan kısmı ise elekt*rona kinetik enerji kazandırmak için aktarılırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotoelektronların yü*zeyden sökülmesi için gerekli en küçük enerjiye bağlanma enerjisi ve eşik enerjisi adı verilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bir fotonun enerjisi bağlanma enerjisinden (Eb) az olursa yüzeyden elektron sökemezdsfdsfsdfsdfsdfdsfds örneğin; fotonun enerjisi 5eV, bağlanma enerjisi 6eV ise yüzeyden elektron sökülemezdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotonun enerjisi 5eV, bağlanma enerjisi 3eV ise fotoelektronların kinetik enerjisi
5eV - 3eV = 2eV olurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Eşik Frekansı (fc) ve Eşik Dalga boyu (XB): Bir yüzeyden elekt*ron sökebilecek minimum enerjili fotonun frekansına eşik frekansı, dalga boyuna ise eşik dalga boyu adı verilirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Frekansı eşik frekansının altında olan fotonlar elektron sökemezlerdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Yukarıda da izah ettiğimiz gibi fotonun bağlanma enerjisinden fazla olan enerjisi elektrona ki*netik enerji olarak aktarılırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Einstein enerjisinin korunumundan giderek E = Eb + Ek denklemi*ni çıkarmıştırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu denkleme Einstein'in genel fotoelektrik denklemi denirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds (Ek = Kinetik enerji)

Kinetik enerjisi Ek = mva olan fotoelektronu kesme potan*siyeli sınırında hareketsiz tutan enerji kinetik enerjiye eşit olup, eVk dirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Buna göre;
Kinetik enerji Ek == eVk, olurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Genel denklem ise E = EB + eVk şeklini alırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
:-):-):-):-)lin yüzeyinden daha derinlerde sökülen elektronların hızları enerji kaybından dolayı yüzeyden sökülen elektronların hızlarına göre; daha az olurdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Çünkü; çarpışmalarla enerji kaybına uğrarlardsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Bir fotoelektronun maximum kinetik enerjisi ile bu fotoelektronu açığa çıka*ran fotonun frekansı arasındaki değişimi gösteren grafik şekil - I deki gibi, bazı :-):-):-):-)llerden sökülen fotoelektronların maksimum kinetik enerjilerinin fotonun, frekansına bağlı değişimi de şekil – II deki gibidirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Şekil-II deki grafikten de görüldüğü gibi bütün :-):-):-):-)ller için a açısı sabit olup

Dalga Ve Tanecik Modelinin Bugünkü Durumu:

Amerikalı bir fizikçi olan Arthur HdsfdsfsdfsdfsdfdsfdsCompton 1923 yılında yaptığı bir deneyle, ışığın tanecikli bir yapıya sahip olduğunu ve fotonların momentumlarının varlığım doğrulamıştırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Einstein'ın E=mCa kütle-enerji bağıntısına göre, enerjisi E olan bir foton sanki
m = ç2 ye eşit bir kütlesi varmış gibi hareket ederdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Compton olayı da fotoelektrik olay gibi ışığın tanecik (foton) özelliği gösterdiğini doğrulamaktadırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Enerji E=hv ile belli olan fotonun bu enerjisi E = ışınımın dalga boyu olup, ışığın dalga özelliğini gösteren bazı deneylerle öl*çülmektedirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
1924 yılında Fransız fizikçisi Louis de Broglie daha sonra Alman fizikçi Schrödinger ışığın dalga modeli ile tanecik modelini birleştire*rek dalga mekaniğini kurdulardsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Louis de Broglie'ye göre her foton E = hv ve P = hesaplanabilen bir enerji ve bir momentuma sahiptirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Işık, foton denilen çok küçük parçacıklar halinde etrafa yayıl*maktadırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bunların enerji ve momentumları vardırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Fotonlara hareket*leri sırasında bir dalga da eşlik itmektedirdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu dalganın boyuna"de Broglie dalga bağıntısıyla hesaplanırdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Louis de Broglie ışık dalgalan için ortaya koyduğudsfdsfsdfsdfsdfdsfds denk*leminin, diğer maddesel taneciklere de uygulanabileceğini gösterdidsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Buna göre; kütlesi m ve hızı olan maddesel bir taneciği dalga boyu,olan bir dalga eşlik ederdsfdsfsdfsdfsdfdsfds Bu dalgalara de Broglie dalgaları veya madde dalgaları diyoruzdsfdsfsdfsdfsdfdsfds
Genel anlamda hareket eden her taneciğe bir dalga eşlik ederdsfdsfsdfsdfsdfdsfds