USD
3,5224
EURO
4,1480
ALTIN
145,4702

Modern Atom Teorisi 2.Bölüm

ELEKTROMANYETİK IŞINLAR VE IŞIĞIN YAPISI        Işık, bir elektromanyetik ışımadır. Elektromanyetik ışımalar ise elektrik ve manyetik alan enerjisi taşıyan dalgalardır. Radyo dalgaları, kızıl ötesi (infrared) dalgalar, görünür bölgedeki ışık ve X ışınları elektromanyetik ışıma türleridir. Bu ışınlar dalga hareketi yaparak ilerler. Bu nedenle ışık için de dalgalarla ilgili terimler kullanılır. Dalga boyu (λ […]

Modern Atom Teorisi 2.Bölüm
Yazı fontunu küçültür Yazı fontunu büyütür

ELEKTROMANYETİK IŞINLAR VE IŞIĞIN YAPISI

       Işık, bir elektromanyetik ışımadır. Elektromanyetik ışımalar ise elektrik ve manyetik alan
enerjisi taşıyan dalgalardır. Radyo dalgaları, kızıl ötesi (infrared) dalgalar, görünür bölgedeki
ışık ve X ışınları elektromanyetik ışıma türleridir. Bu ışınlar dalga hareketi yaparak ilerler. Bu
nedenle ışık için de dalgalarla ilgili terimler kullanılır.

Dalga boyu (λ , lamda): Ard arda gelen iki tepe veya çukur arasındaki uzaklıktır.

Genlik (A): Dalgada oluşan maksimum yükseklik veya minimum derinliktir. Dalga şiddeti
genliğin karesi  ile doğru orantılıdır.

Frekans (υ , nü): Belirli bir noktadan bir saniyede geçen dalga sayısıdır. Birimi 1/s ya
da Hertz (Hz) dir.

Hız (c): Boşlukta elektromanyetik dalgalar dalga boyuna bağlı olmaksızın aynı hızla
hareket eder. 3.10 m.s-¹ değerinde olan bu hıza ışık hızı denir.

     Bir elektromanyetik dalganın dalga boyu ile frekansının çarpımı elektromanyetik dalganın
hızını verirken, elektromanyetik dalga hızlarının ışık hızına eşit olmasından dolayı,

c = λ . υ   veya     bağıntıları yazılabilir.

*Dalga boyu ve frekans ters orantılıdır. Dalga boyu çok uzun olan radyo dalgalarının
frekansı küçük, dalga boyu çok kısa olan gama ışınlarının (γ) ise frekansı büyüktür.

Örnek;Frekansı 3,64.107 Hz. olan bir elektromanyetik dalganın dalga boyu kaç nm’dir?

(c=3.108 m/s)

Çözüm:

 formülünde soruda verilenleri yerine formülde yerine yazarsak;

3.108=λ . 3,64.107  yazılır.Buradan λ yalnız bırakılır.

  şeklinde olur ve λ=8,2 m çıkar. λ değeri bulundu fakat dikkat etmemiz gereken bizden λ değerini nanometre cinsinden istemiştir. o halde metre olarak bulduğumuz değeri 10çarparsak nm cinsinden sonuca ulaşmış oluruz.Yani;  nm olarak bulunur.

Bazı Uzunluk birimlerindeki dönüşümler

1 Terametre (Tm) =  m
1 Gigametre (Gm) =  m
1 Megametre (Mm) =  m
1 Kilometre (km) =  m
1 Hektometre (hm) = m
1 Dekametre (dam) = 10 m
1 metre (m) = 1
1 Desimetre (dm) =  m
1 Santimetre (cm) =  m
1 Milimetre (mm) =  m
1 Mikrometre (μm) =  m
1 Nanometre (nm) =  m
1 Angstrom (A°) =  m
1 Pikometre (pm) =  m
1 Femtometre (fm) =  m

Elektromanyetik Işınların Spektrumları
Uçucu olmayan bir katı veya bir metal ısıtılırsa beyaz ışık yayar. Bu ışık cam prizmadan
geçirildiğinde çeşitli renklere ayrılır ve oluşan her renk belirli bir dalga boyundaki ışığı oluşturur.
Beyaz ışığın ayrışması, içerdiği her ışığın farklı açılarla kırılmasından kaynaklanmaktadır.
Tek bir dalga boyundan oluşan ışımaya monokromatik ışık, farklı dalga boyundan oluşan
ışımaya polikromatik ışık denir. Güneş polikromatik ışığa örnek iken, mavi boyalı ampulden
gelen ışık monokromatik ışığa örnektir.

   Bir dalga boyundan diğerine sürekli geçişin olduğu spektrumlara sürekli spektrum
denir. Beyaz ışık prizmadan geçtiğinde tüm renkler sıra ile gözlenebildiği için sürekli spektrum
oluşturur. Elementler, gaz veya buhar halinde yüksek sıcaklığa ısıtılırsa bir ışıma yayar.
Işımanın prizmadan geçirilmesi ile kesikli (çizgi) spektrum oluşur ve böylece her elementin
oluşturduğu farklı dalga boylarındaki ışıma, onların tanınmasını sağlar.
Elektromanyetik dalga spektrumu, tüm frekansları kapsayan bir elektromanyetik ışın
dizisidir. Dalga boyu veya ışımanın frekansına göre gruplandırılır.

isininisimayoluylaaktarilmasi-qrkx16t0

şekil.1

    Görünür bölgede beyaz ısık prizmadan geçirilirse renklere ayrılır. Renk dizisi kırmızıdan baslar, mora kadar devam eder. Frekansı kırmızı renginkinden düsük ısınlara kızıl ötesi (IR), frekansı morunkinden yüksek olanlara ise mor ötesi (UV) ısınlar denir. Bütün  frekansları içerisine alan elektromanyetik ısın dizisine elektromanyetik dalga spektrumu denir.

Işığın İkili Doğası

   Işığı İki şekilde ele alabiliriz. Birincisi dalga özelliği ile ikincisi ise tanecik özelliğiyle yani ışık hem dalga hemde tanecik özellii gösterir.

A. Işığın Dalga Modeli:

    Işığın cisimlerden yansıması, farklı ortamlara geçişte kırılması, beyaz ışığın renklere
ayrılması (saçılma) olayları ışığın dalga modeli ile açıklanır. Işığın kırınımı ve girişim göstermesi
de dalgalı yapıda olduğunun en önemli delillerindendir. Bu olayı deneysel olarak çift yarık deneyinde daha iyi anlayabiriz.

Deney videosu:

Örnek:

I. Gama ışınları
II. Radyo dalgaları
III. Mor ötesi ışınlar
Yukarıdaki elektromanyetik ışınların frekanslarının büyükten
küçüğe sıralanışı nasıl olur?

Çözüm:

Yukarıda verilen ışınlardan Şekil 1 de görüldüğü gibi en düşük dalga boyuna sahip ışın gama ışını daha sonra mor ötesi ışınlar ve radyo dalgası şeklinde görülüyor. dalga boyu ve frekans ters orantılı olduğuna göre dalga boyu küçük olanın frekansı büyük olacaktır.Buna göre;

                       I>III>II şeklinde frekansın büyüklüğüne göre sıralayabiliriz.

B. Işığın Tanecik Modeli

 Işığın Dalga modelini en iyi young deneyi ifade ediyordu.Peki ya tanecik modelini nasıl ifade edebiliriz?

     Işığın kaynaktan yayınlanan çok sayıda tanecikler tarafından taşındığı düşüncesi ilk defa
Newton tarafından belirtildi. Daha sonra Max Planck (Maks Plank) enerjinin belirli büyüklükler halinde
alınıp verildiğini belirtmiştir. Belirli büyüklükteki bu enerjiye (enerji paketlerine) kuantum denir.
Albert Einstein (Albırt Aynştayn) 1905 yılında ışık hızıyla hareket ettiği kabul edilen bu
kuantumlara foton adını verdi. Böylece ışığın tanecikli doğası ortaya konmuş oldu.

1.Siyah Cisim ışıması

    Üzerine gelen tüm ışık enerjilerini emen (soğu-ran) cisimlere siyah cisim denir. Siyah cisim, metalden yapılmış borunun içi siyaha boyanarak ve bu boruda küçük bir delik açılması ile hazırlanabilir. Bu cisim ısıtılıp delikten çıkan ışımalar gözlendiğinde her çeşit dalga boyunda ışık yayar. Siyah cisimden yayımlanan ışık prizmadan geçirilirse sürekli spektrum elde edilir.

*Isıtma sıcaklık arttırılarak devam ettiğinde ışıma şiddetinin arttığı gözlenir.

* Düşük sıcaklıklarda az enerjili (uzun dalga boyu) yüksek sıcaklıklarda yüksek enerjili (kısa dalga boyu) ışımalar oluşur.

* Siyah cisim görünür ışık yaydığında önce kırmızı renk gözlenir. Sıcaklık arttıkça gözlenen renk turuncu, sarı ve mora kadar devam eder.

2. Kuantum Kuramı

   Siyah cisimlerin (metal veya metal tuzları) ışımasında cismin ısısı arttıkça farklı renklerde ışıklar yaydıkları görülmüştür. Yani ısıtılan cisimler tek bir renk ışık oluşturmaz ve oluşan bir ışının şiddeti sonsuza kadar artmaz.

  Sürekli ısıtılan siyah cismin farklı renklerde (dalga boylarında) ışın oluşturmasını açıklayabilmek için Max Planck 1900 yılında kuantum kuramını ileri sürdü. Planck, ışıma enerjisinin belli büyüklüklerde soğurulup yayımlanabileceği yani kuantumlar halinde alınıp verilebileceğini ileri sürmüştür. Her kuantum enerjisi,
ışımanın frekansı ile doğru orantılıdır. Bir kuantumun enerjisini bulabilmek için;

  bağıntısı ile hesaplanır. h planck sabiti olup değeri 6,626.-34 j.s’dir.

Örnek:  5.10-3 cm dalga boyunda bulunan bir fotonun enerjisi joule cinsinden kaçtır?(h = 6,626.10-34 j.s ,

c = 3.1010 cm/s)

Çözüm;

 E=h.ν formülü  ile bulunabilir  ν yerine  yazılırsa Formülün yeni hali  şeklinde olur.Verilenleri yerine yazarsak  şeklinde olur.Buradan gerekli matematiksel işlemler yapılırsa 

E=J olarak bulunur.

3. Fotoelektrik Olay

   Einstein’a göre, belirli büyüklükteki enerji kuantumlarının (foton) metal elektronları ile
etkileşmesi fotoelektrik olaya yol açar. Çünkü ışık metal yüzeye çarptığında metal atomuna
tüm enerjisini verir ve elektron kopması için gerekli enerjiye sahipse yüzeyden bir elektron
koparır. Buna fotoelektrik olay denir.

-Metal yüzeyine düşen ışık elektronları fırlatır.

-Işımanın enerjisi artarsa fırlayan elektronların hızı artar.

-Işımanın şiddeti arttırıldığında daha fazla sayıda elektron kopar. Fakat kopan elektronların
hızı değişmez.

-Metal yüzeyine gönderilen ışığın frekansı arttırıldığında kopan elektronun hızı artar. Fakat
kopan elektron sayısı değişmez.

-Fotoselli aletler (musluk, lamba, kapı……) fotoelektrik etki ile çalışır.

   fotoelektrik1 fotoelektrik2             fotoelektrik3

Konunun devamı için Tıklayınız(Atom spektrumları)

FACEBOOK YORUMLARI

YORUMLAR

    *






    0 YORUM