3. Kara cisim ışıması, herhangi bir cismin,
ısısına bağlı olarak salınan elektromanyetik
ışımadır. Elektromanyetik ışınım, oluşma
tarzına göre iki gruba ayrılır. Isıl (termal)
ışınım ve ısıl olmayan ışınım. Isıl ışınıma,
kara cisim ışıması da denilmektedir.
4. Evrendeki her cisim ya da
parçacık, enerjisine ya da diğer deyişle ısısına bağlı
olarak belirli frekansta elektromanyetik ışınım salar.
Önceleri cismin ya da parçacığın ısısına bağlı olarak
salınan elektromanyetik ışınımın frekansının sıfırdan
sonsuza kadar olabileceği düşünüldü.
Fakat deney sonuçları böyle değildi ve bu duruma
"mor ötesi katastrofu" denildi. Planck Kanunu ile bu
sorun çözüldü ve Planck'ın burada yaptığı "enerjinin
kuantum durumunun değişmesiyle salındığı"
önermesi, kuantum fiziğinin temelini attı.
Oda sıcaklığındaki cisimler esas olarak kızılötesi
(enfra ruj) elektromanyetik ışınım yaparlar,
dolayısıyla insan gözü tarafından
algılanamaz. Daha yüksek ısılarda ise insan gözünün
algılayacağı frekanslarda ışınım yaparlar.
5. Fizik biliminde foton, elektromanyetik
alanın kuantumu, Işığın temel "birimi" ve
tüm elektromanyetik ışınların kalıbı olan temel
parçacıktır. Foton ayrıca Elektromanyetik
Kuvvet'in kuvvet taşıyıcısıdır.
Bu kuvvetin etkileri hem mikroskobik
ölçülerde, hem de mikroskobik ölçülerde çok
rahat bir şekilde gözlemlenebilir.
6. Durgun kütlesi sıfırdır; ışık hızıyla gider;
etkileşimlere parçacık olarak girebilir ancak dalga
olarak yayılır; E=h x f, p=h/l ve
E=p*c bağıntılarına uyar; kütlesi sıfır olduğu
halde, diğer parçacıklar gibi kütle çekiminden bile
etkilenir.
E : enerji miktarı
h =6.6 x 10(-34) Js
f : frekans
Işık dalga özelliklerine de sahiptir.
Etkileşimlere parçacık olarak girebilir ancak dalga
olarak yayılır.
7. Elektron volt (sembolü eV)
bir enerji birimidir. Bir elektronun, boşlukta,
bir voltluk elektrostatik potansiyel farkı kat ederek
kazandığı kinetik enerji miktarıdır. Diğer bir
deyişle, 1 volt çarpı elektronun yüküne eşittir.
Kimyada, 1 mol kadar elektronun
(6.02214179×1023) 1 voltluk bir potansiyel
farkından geçişinde meydana gelen kinetik enerji
olan molar eşdeğerini kullanmak daha
kullanışlıdır. Bu da, 96.48534 kJ/mol'dür.
8. Kütle-Enerji denkliği yasasına göre aynı
zamanda kütle değerleri için de kullanılır.
Mesela proton'un ağırlığı yaklaşık 1 GeV'dir.
Oldukça küçük bir enerji birimidir:
1 eV = 1.602 176 53(14)×10−19 J. (veya
yaklaşık 0.160 aJ) Katı hal fiziği ve Atom
fiziğinde sıkça kullanılır. SI standart birimlerinden
olmadığı halde kilo, mega, giga gibi standart SI
öneklerini alır.
1 eV = 96,4853 kj/mol
1 keV = 1 kiloelektronvolt = 103 eV
1 MeV = 1 megaelektronvolt = 106 eV
1 GeV = 1 gigaelektronvolt = 109 eV
1 TeV = 1 terraelektronvolt = 1012 eV
9. Işığın tanecik özelliklerindendir.
Metal yüzeyine gelen ışık elektron koparır.
Fotoelektrik olay klasik fizik ile açıklanamaz.
Gelen ışığın frekansı arttıkça kopan elektronların kinetik enerjisi artar; elektronların
kinetik enerjisi ışığın şiddetine bağlı değildir.
Gelen ışığın frekansı belirli bir eşik değerin ( o ) altında ise elektron koparamaz,
elektronların kopması ışığın şiddetine bağlı değildir.
Gelen ışığın şiddeti arttıkça kopan elektron sayısı artar, kinetik enerjisi değişmez.
E=E0+Ek h =h 0 +1/2 mV2 Ek=h( - 0 )
e- ların kinetik enerjisi
İş fonksiyonu
Gelen ışık enerjisi veya
eşik enerjisi
10. Bir foton yüzeye çarptığı zaman enerjisini
yüzeyin bir tek elektronuna verir ve kendisi kaybolur.
Fotonun enerjisinin bir kısmı elektronu sökmek için
diğer kalan kısmı ise elektrona kinetik enerji
kazandırmak için aktarılır. Fotoelektronların
yü-zeyden sökülmesi için gerekli en küçük enerjiye
bağlanma enerjisi ve eşik enerjisi adı verilir. Bir
fotonun enerjisi bağlanma enerjisinden (Eb) az olursa
yüzeyden elektron sökemez. örneğin; fotonun enerjisi
5eV, bağlanma enerjisi 6eV ise yüzeyden elektron
sökülemez. Fotonun enerjisi 5eV, bağlanma enerjisi
3eV ise fotoelektronların kinetik enerjisi
5eV - 3eV = 2eV olur.
11. Bilim adamı Planck'a göre ışık
kaynaklarından kuantum veya foton adı verilen
tanecikler salınır. Bu tanecikler birer enerji paketleri
şeklinde olduğunu Enstein daha da geliştirerek
fotoelektrik olayını açıkladı.
Planck'a göre bir ışık kuantumunun enerjisi
E = h.f bağıntısı ile bulunur.
12. Kesme potansiyel farkı yardımıyla farklı
renkte ışıklar kullanarak fotosel yüzeyden
çıkan fotoelektronların maksimum kinetik
enerjileri ölçülür.
Plank sabiti verir.
13. Havası boşaltılmış ve
içinde alkali metal bulunduran
tüpe şiddetli bir ışık
gönderildiğinde devreden çok
küçük bir akım geçer. Alkali
metal levhaya şiddetli bir ışık
düşürüldüğünde, metal
levhadan elektronlar sökülür ve
bu elektronlardan yeterli kinetik
enerjiye sahip olanlar devreyi
dolaşarak akımın oluşmasını
sağlarlar. Bu akıma fotoelektrik
akım denir. o Metal levhadan
elektron sökülünce levha (+)
yükle yüklenir. o Alkali metaller:
Sodyum, potasyum, lityum,
Sezyum, Bakır vs…
14. Fotoselin levhaları arasına ters bir üreteç bağlandığında levhalar
arasında elektriksel alan meydana gelir. Elektriksel alan içinde hareket
eden yüklü cisme bir kuvvet etki edeceği için katottan kopan elektronlar
anot yüzeyine doğru yavaşlar. Bu durumda kopan elektronlar yavaşlar
hatta elektronların anot yüzeyine ulaşması engellenebilir. Katot
yüzeyinden kopan elek-tronları durdurup akım geçmesini engelleyen
gerilim değerine kesme potansiyeli denir. Not: Kesme potansiyeli gelen
fotonun enerjisi ile doru orantılıdır.
Kesme gerilimi şöyle hesaplanır:
Efoton= E0 + Ek
Eanot = Ek - e.V Ef = Gelen fotonun enerjisi
E0= Eşik enerjisi
EK= Kopan elektronların kinetik enerjisi
Eanot= Elektronların anot yüzeyine ulaşma enerjisi
Vkesme = Üreteç gerilimi
0 = Ek - e.Vk e.Vk = Ek e.Vk =Vdoyma İmax Vkesme
15. 1922'de Amerikalı fizikçi A.
Compton,X ışınları üzerine
yaptığı incelemelerde; E=hϰ
enerjili fotonların serbest
elektronlara çarptırılmasıyla bu
ışınların elektronlarla etkileştiğini
gözlemledi. Arthur Co
mpton
Bununla da kalmayarak, 1892-1962
çarpışmadan sonra açığa çıkan
ışının frekansının daha küçük
olduğunu tespit etti .
16. e
Gelen foton
α
e
β
E f λ P
Çarpışmadan önce
E f λ P
Çarpışmadan sonra
Compton olayı: yüksek enerjili bir x ışını fotonunun karbon
atomunun serbest elektronuna çarparak onu bir doğrultuda
fırlatırken kendisinin de bir doğrultuda saçılması olayıdır.
