Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Elektromanyetik Işıma Elektromanyetik ışıma (ışık) bir enerji şeklidir. Işık, Elektrik (E) ve manyetik (H) alan bileşenlerine sahiptir. Özellikleri – Dalgaboyu.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Elektromanyetik Işıma Elektromanyetik ışıma (ışık) bir enerji şeklidir. Işık, Elektrik (E) ve manyetik (H) alan bileşenlerine sahiptir. Özellikleri – Dalgaboyu."— Sunum transkripti:

1 Elektromanyetik Işıma Elektromanyetik ışıma (ışık) bir enerji şeklidir. Işık, Elektrik (E) ve manyetik (H) alan bileşenlerine sahiptir. Özellikleri – Dalgaboyu (λ) – Frekans (ν) – Genlik (A) – Işık Hızı (c) – Node: düğüm

2 Dalgaboyu (λ): İki tepe noktası arasındaki mesafedir. Frekans (ν) : Bir saniyede belirli bir noktadan geçen dalga sayısıdır Dalgaboyu artar l 1 > l 2 > l 3 birim: uzunluk (m) Frekans azalır n 1 < n 2 < n 3 Birim: 1/s Dalgaboyu ve frekans çarpımı sabittir (λ)(ν) = c Işık hızı c = 3 x 10 8 m/s (vakumda)

3 Elektromanyetik Spektrum

4 Işığın dalga yapısı Açıklayabilir: 1.Kırınım (diffraction) 2.Girişim (interference) Açıklayamaz: 1.Siyah cisim ışıması 2.Fotoelektik Olay 3.Compton saçılması Su dalgası engeldeki bir delikten (veya yarıktan) geçerken, delik bir ışık kaynağı gibi davranır. Kırınım Girişim Engelde iki delik varsa Koyu çizgi: dalganın maksimumu Açık çizgi : dalganın minimumu Engelde bir delik varsa

5 Işık ve enerji Bir katı cisim ısıtıldığında, Işıma şiddeti artar λ max daha küçük dalgaboyuna kayar Klasik fizik bu gözlemi açıklayamaz ! 1900 yılı önceleri enerji ve maddenin farklı şeyler olduğu düşünülüyordu. Planck, akkor halindeki katıların yaydığı ışınları incelemiştir. E = hυ = hc/λ

6 Flamanı ısıtırsak rengi nasıl değişir? Sıcaklık arttıkça dalgaboyu azalır

7 Siyah Cisim Işıması Siyah cisim ideal bir cisimdir, ve üzerine gelen tüm ışımaları soğurur. 1. Üzerine düşen bütün ışınları absorplar. 2. Her dalga boyunda ışıma yapar. 3. Işıma şiddeti ve spektrumu sıcaklığa bağlıdır. Siyah cisimin çeşitli sıcaklıklarda ışıma şiddetinin ışımanın dalga boyuna bağlı olması dalga kuramına göre açıklanamaz. Çünkü dalga kuramına göre ışımanın şiddeti genliğin karesi ile orantılıdır.

8 Cisimler niçin ışıma yapar? Cisimler atomlardan meydana gelmiştir Mutlak sıfırdan yüksek sıcaklıktaki bütün cisimler elektromanyetik ışıma yaparlar – ısı enerjisi Titreşen atomlar ışıma yaparlar. Cisimlerin top-yay modeli Isı, molekül hareketlerinin (öteleme, dönme, titreşim) ortalama kinetik enerjisinden kaynaklanır

9 Klasik fizik – atomlar her frekansta salınım yapabilir Planck (1900) – atomlar sadece belirli frekanslarda salınım yapabilirler. Klasik fizik, siyah cisim ışımasını sadece büyük dalga boylarında açıklayabilir.

10 Spektroskopi Na, Hg, He, H emisyonları Not: renklerin hepsi mevcut değil

11 Planck sıcak cismin soğurken enerjisini ışık halinde ve tamsayı katları şeklinde kaybettiğini öngörmüştür. E n = nhν n = 1, 2, 3 …. E = enerji n = kuantum sayısı, tamsayı (integers) h = Plank sabiti (Planck’s constant) = frekans h = x J.s Plank’ın Çözümü

12 E foton = hν Örnek: 500 nm dalgaboyundaki fotonun enerjisi nedir? ν = c/λ= (3x10 8 m/s)/(5.0 x m) ν = 6 x /s E = hν =(6.626 x J.s)(6 x /s) = 4 x J Işığın Kuantlaşması Einstein, ışığın foton adı verilen enerji paketlerinden oluştuğunu ileri sürmüştür.

13 Fotoelektrik Olay Metal yüzeyine gelen ışık elektron koparır. Buna fotoelektrik olay denir. Fotoelektrik olay klasik fizik ile açıklanamaz.  Fırlatılan elektronların enerjisi ışımanın frekansı ile doğru orantılıdır.  Bir metalden elektron koparabilmek için ışımanın belli bir frekansa eşit veya daha yüksek frekansta olması lazım.  Işımanın şiddetinin artırılması, fırlatılan elektronların sayısını artırır, fakat enerjilerini değiştirmez.  Millikan, fotoelktrik hakkında çalışmalrı sayesinde Nobel ödülü almıştır.

14 Gelen ışığın frekansı belirli bir eşik değerin ( o ) altında ise elektron koparamaz, elektronların kopması ışığın şiddetine bağlı değildir. Gelen ışığın frekansı arttıkça kopan elekronların kinetik enerjisi artar; elektronların kinetik enerjisi ışığın şiddetine bağlı değildir. Gelen ışığın şiddeti arttıkça kopan elektron sayısı artar. Eşik frekans değerleri

15 Fotoelektrik Olay Çizelgesi DalgaTanecikSonuç Işık şiddeti arttıkça HızArtar KEArtarDeğişmez Işık frekansı arttıkça HızDeğişmezArtar KEDeğişmezArtar

16 F = iş fonksiyonu (work fuction) e - kopması için gereken en düşük enerji SONUÇ : Işık tanecik gibi davranır Fotoelektrik Olayın Açıklanması (Einstein 1905, Nobel Ödülü 1921) e - ların kinetik enerjisiGelen ışık enerjisi İş fonksiyonu veya eşik enerjisi

17 ÖRNEK : Na için F = 4.4 x J dür. Eşik frekansına (ν o ) karşılık gelen dalgaboyu nedir? 0 hν = F = 4.4 x J hc/λ = 4.4 x J λ = 4.52 x m = 452 nm

18 IŞIK: Dalga mı ? Tanecik mi ? 3. Fotoelektrik olaya göre ışık taneciktir. 1. Newton – ışık tanecik gibi davranır. Yansıma (reflection) 2. Kırınım (diffraction) ve girişim (interference) ışığın dalga özelliği ile açıklanır. CEVAP : Her ikisi !

19 Dalga- tanecik ikiliği Atomların dalga özelliğini başka bir mekanik tanımlar. KUANTUM MEKANİĞİ ! Nasıl ölçüldüğüne (veya etkileştiğine) bağlı olarak ışık hem dalga hem de tanecik gibi davranır GENEL KURAL Işık uzayda yol alırken dalga gibi davranır. Işık madde ile etkileşirken tanecik gibi davranır. ….. atomlar da benzer özellik gösterirler mi?

20 Compton saçılması (1923) Duran bir atom veya elektron üzerine gönderilen ışık saçılmaya uğrar. Saçılan ışınların dalga boyları gönderilen ışığın dalga boyundan büyüktür. Saçılma açısı büyüdükçe saçılan ışığın dalga boyu artar. f > i Klasik fizik Compton sacılmasını açıklayamaz.

21 Klasik teoriye göre, saçılan ışınların dalga boyu gelen ışığın dalga boyuna eşit olmalıdır. Kuantum teorisine göre,saçılan foton daha düşük enerjiye ve bu nedenle daha uzun dalga boyuna sahip olmalıdır. Fotonlar enerji taşıyorsa, momentum da taşıyabilirler. E = h ise, foton momentumu P = hν/c = h/ dir. Bu çarpışmada enerji ve momentum korunum yasaları geçerli olmalıdır.

22 Atom Spektrumları Hidrojen Emisyon Spektrumu Hidrojen soğurma Spektrumu

23

24 1/n 2 fonksiyonundan dolayı boşluklar lineer değildir k : eV 2.18x J 1.097x10 5 cm x10 7 m -1

25 H atomunun Bohr modeli Balmer ve Rydberg formüllerini doğrular. n = tamsayı (1, 2,.) R y x h = x J (!) Tek elektronlu sistemlerin enerjisi n arttıkça enerji seviyeleri birbirine yaklaşır. n = sonsuz ise, E = 0

26 =R- 1 l 1 n22n22 1 n12n12 R : Rydberg sabiti = x10 7 m -1 H spektrumunda 3 sari çizgi vardır: Görünür bölge için: n 1 = 2 ve n 2 = 3, 4, 5,... Rydberg H atomunun spekrumunda gözlenen dalga boylarına bu eşitliğin uyduğunu gözlemlemiştir.


"Elektromanyetik Işıma Elektromanyetik ışıma (ışık) bir enerji şeklidir. Işık, Elektrik (E) ve manyetik (H) alan bileşenlerine sahiptir. Özellikleri – Dalgaboyu." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları