Bu slayt, www.odevdunyasi.com tarafından hazırlanmıştır. -M.O. PP. 2007 ile hazırlanmıştır. -Otomatik geçiş mevcuttur. Dilerseniz tıklama ile geçebilirsiniz. Ses bulunmamaktadır. -Alıntı ve kaynak sunum sonunda belirtilmiştir. Bu sunumun, -Microsoft Office PowerPoint 2003 ve -Microsoft Office PowerPoint 2010 sürümleri de mevcuttur. Sunuma en iyi kalite de ulaşmak için lütfen sisteminize uygun sürümü indirin. Destek birimimize ulaşmak için tıklayın Sunumunuz çalışmadığından tıklayın

IŞIK ÖĞRENCİ BİLGİLERİ; Öğrencinin; Adı: Soyadı: Sınıfı: Okul Numarası: Ders Adı: Okulu: SLAYT KONUSU; - Elektromanyetik Işıma - Işığın Sınıflandırılması - Işık ve Enerji - Fotoelektrik Olay - Plank’ın Çözümü - Compton saçılması IŞIK

ELEKTROMANYETİK IŞIMA Elektromanyetik ışıma (ışık) bir enerji şeklidir. Işık, Elektrik (E) ve manyetik (H) alan bileşenlerine sahiptir. ELEKTROMANYETİK IŞIMA Özellikleri; Dalgaboyu (l) Frekans (ν) Genlik (A) Hız (c)

ELEKTROMANYETİK IŞIMA Dalgaboyu artar Frekans azalır n1 < n2 < n3 l1 > l2 > l3 ELEKTROMANYETİK IŞIMA Birim: 1/s birim: uzunluk (m) Dalgaboyu ve frekans çarpımı sabittir (l)(n) = c Işık hızı c = 3 x 108 m/s (vakumda)

IŞIĞIN SINIFLANDIRILMASI

Işığın Dalga Yapısı Engelde Bir Delik Varsa Açıklayabilir: Kırınım (diffraction) Girişim (interference) Açıklayamaz: Siyah cisim ışıması Fotoelektik Olay Compton saçılması Su dalgası engeldeki bir delikten (veya yarıktan) geçerken, delik bir ışık kaynağı gibi davranır. Engelde İki Delik Varsa Koyu çizgi: dalganın maksimumu Açık çizgi : dalganın minimumu

IŞIK VE ENERJİ 1900 yılı önceleri enerji ve maddenin farklı şeyler olduğu düşünülüyordu. Planck, akkor halindeki katıların yaydığı ışınları incelemiştir. Bir katı cisim ısıtıldığında, Işıma şiddeti artar λmax daha küçük dalgaboyuna kayar NOT: Klasik fizik bu gözlemi açıklayamaz

Flamanı Isıtırsak Rengi Nasıl Değişir? Sıcaklık arttıkça dalgaboyu azalır

Siyah Cisim Işıması (Blackbody Radiation) Siyah cisim ideal bir cisimdir. 1. Üzerine düşen bütün ışınları absorblar. 2. Her dalga boyunda ışıma yapar. 3. Işıma şiddeti ve spektrumu sıcaklığa bağlıdır. Siyah Cisim Örnekleri; T=2.73 K Güneş , T = 6000 K  Mavi fotonlar, hν = 3eV (12000 K) Akkor filaman, T < 6000 K Kor (ateş), T  2000 K İnsan vücudu, T = 310 K ( IR gece görüşü ) Evren (yıldız ve galaksiler), T=3 K Cosmic Background Radiation

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

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

Plank’ın Çözümü En = nhn Planck’s Solution h = 6.626 x 10-34 J.s Planck sıcak cismin soğurken enerjisini ışık halinde ve tamsayı katları şeklinde kaybettiğini öngörmüştür. En = nhn n = 1, 2, 3 …. E = enerji n = kuantum sayısı, tamsayı (integers) h = Plank sabiti (Planck’s constant)  = frekans h = 6.626 x 10-34 J.s

Işığın Kuantlaşması Efoton = hn Quantization of Light Einstein, ışığın foton adı verilen enerji paketlerinden oluştuğunu ileri sürmüştür. Efoton = hn Örnek: 500 nm dalgaboyundaki fotonun enerjisi nedir? n = c/l = (3x108 m/s)/(5.0 x 10-7 m) n = 6 x 1014 1/s E = h n =(6.626 x 10-34 J.s)(6 x 1014 1/s) = 4 x 10-19 J

Fotoelektrik Olay The Photoelectric Effect Metal yüzeyine gelen ışık elektron koparır. Buna fotoelektrik olay denir. Fotoelektrik olay klasik fizik ile açıklanamaz.

Fotoelektrik Olay 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

Işık frekansı arttıkça FOTOELEKTRİK OLAY ÇİZELGESİ Dalga Tanecik Sonuç Işık şiddeti arttıkça Hız Artar KE Değişmez Işık frekansı arttıkça

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

ÖRNEK SORU : Na için F = 4.4 x 10-19 J dür. Eşik frekansına (no ) karşılık gelen dalgaboyu nedir? hn = F = 4.4 x 10-19 J hc/l = 4.4 x 10-19 J l = 4.52 x 10-7 m = 452 nm

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

ÖZET Dalga- tanecik ikiliği (Wave – Particle Duality) GENEL KURAL 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. Atomların dalga özelliğini başka bir mekanik tanımlar. O da KUANTUM MEKANİĞİ’dir. peki atomlar da benzer özellik gösterirler mi?

Compton Saçılması (1923) (Compton scattering) 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. Klasik fizik Compton sacılmasını açıklayamaz. f > i

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. 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.