Hocalara Geldik Modern Fizik konu anlatımı

Özel Görelilik Hocalara Geldik

Özel Görelilik Soru Çözümleri Hocalara Geldik

Siyah Cisim Işıması Hocalara Geldik

Fotoelektrik Olay Hocalara Geldik

Compton Olayı video 12. sınıf Hocalara Geldik

Siyah Cisim Işıması, Fotoelektrik Olay ve Compton Olayı Soru Çözümleri video 12. sınıf Hocalara

Umut Hoca Modern Fizik konu anlatımı

Özel Görelilik Umut Hoca

Özel Görelilik Soru Çözümleri Umut Hoca

Kara Cisim Işıması Umut Öncül

Kara Cisim Işıması Soru Çözümleri Umut Öncül

Fotoelektrik Olayı 1. bölüm Umut Öncül

Fotoelektrik Olayı 2. bölüm Umut Öncül

Fotoelektrik Olayı Soru çözümleri Umut Öncül

De Broglie Hipotezi Umut Öncül

Bu ünitede Michelson-Morley deneyinin amacı ve sonuçları açıklanıp Einstein’ın özel görelilik teorisinin postülaları ifade edilerek göreli zaman ve göreli uzunluk kavramları ile kütle-enerji eşdeğerliği açıklanacaktır. Siyah cisim ışıması, foton kavramı ve fotoelektrik olayı açıklanıp farklı metaller için maksimum kinetik enerji-frekans grafiğinin çizilmesi sağlanacaktır. Fotoelektronların sahip olduğu maksi- mum kinetik enerji, durdurma gerilimi ve metalin eşik enerjisi arasındaki matematiksel ilişki ile fotoelektrik olayının günlük hayattaki olumlu ve olumsuz etkileri üzerinde durularak fotoelektrik olayıyla ilgili hesaplamalar yapılacaktır. Compton olayında foton ve elektron etkileşimi açıklanarak, Compton ve fotoelektrik olaylarının benzer yönleri belirtilerek ışığın tanecik doğası hakkında çıkarım yapılması sağlanacaktır. Işığın ikili doğası ile madde ve dalga arasındaki ilişki açıklanacaktır.

Michelson-Morley Deneyi

John C. Maxwell (Con Maksvel) tarafından 1861 yılında ışığın bir elektromanyetik dalga olduğunun ispatlanmasından sonra bazı bilim insanları, mekanik dalgaların yayılması için nasıl maddesel bir ortama ihtiyaç duyuluyorsa elektromanyetik dalgaların yayılması için de maddesel bir ortama ihtiyaç olduğunu düşünmüş ve uzayın ether adı veri- len bir ortamla dolu olduğunu öne süren ether hipotezini ortaya atmışlardır. Bu hipoteze göre evren tamamen ağırlığı olmayan bir maddeyle doludur ve evrendeki her şey bu maddenin içindedir. Bilim insanlarına göre evreni dolduran bir ether ortamı varsa ortamda yapılan hareketler, suya atılan bir taşın su ortamında dalgalanmalara sebep olduğu gibi etherde de dalgalanmalara sebep olmalıdır. Dünya’nın Güneş çevresinde yaptığı dönme hareketi etherde dalgalanmalara neden olmalı ve Güneş’ten gelen ışınlar, dalgalanma doğrultusunda ve zıt yönde hareket ediyorsa bir dirençle karşılaşıp hızını azaltmalıdır.

Farklı doğrultularda hareket eden ışının farklı hız değerlerinin olması etherin varlığının ispatı olduğunu düşünen Albert Abraham Michelson (Albert Abraham Mişelson) (Görsel 5.1) ve Edward Morley (Edvırd Morley) (Görsel 5.2) ışık hızındaki değişimleri ölçmek ve ether ortamının varlığını ıspatlamak için 1887 yılında ünlü Michelson-Morley deneyini yapmışlardır. Deneyde A. A. Michelson tarafından keşfedilen Michelson girişimölçerini (interferometre) kullanmışlardır. Girişimölçerler, tek renkli ışığı bir yarı geçirgen ayna yardımıyla iki ışık demetine ayırıp bu ışınların tekrar birleşmesiyle ekranda girişim deseninin oluşmasını sağlayan düzeneklerdir (Şekil 5.1). Girişimölçerler, dalga boylarının doğru ölçümlerinde veya bazı hassas uzunluk ölçümlerinde kullanılmaktadır.

Işınlar ekrana ulaştığında bir girişim deseni meydana getirir. Dünya ether ortamıyla aynı doğrultuda hareket ettiğinde hareket doğrultusunda gönderilen ışığın hızı ortam dolayısıyla değişmeli; Dünya’nın hareketine dik olarak gönderilen ışığın hızı etherden etkilenmediğinden değişmemeli ve bu iki ışık demeti ekran üzerine düşürüldüğünde ise farklı girişim desenleri oluşmalıydı. Ancak ekranda farklı girişim desenlerinin oluşmadığını gördüler. Daha sonra deney düzeneği 90o döndürülerek tekrar yapıldı ve sonucun değişmediği görüldü. Işığın farklı doğrultudaki eşit uzunluktaki yolları alma süresinde bir değişiklik olmadığından etherin varlığını gösteren bir kanıt ortaya konulamadı. Michelson ve Morley sabır ve kararlılık içinde 1929 yılına kadar 42 yıl boyunca ether rüzgârının doğrultu ve şiddet değiştirmesini bekledikleri için yılın değişik zamanlarında ve farklı coğrafik bölgelerde deneylerini tekrarladılar. Fakat sonuç hep aynı oldu. Beklenen saçak kayması gözlenemedi. Michelson-Morley deneyinin bu şekilde sonuçlanmasına Dünya’nın ether ile sürüklenmesinin neden olabileceğine inanan bazı bilim insanları da Dünya’nın farklı yerlerinde Michelson-Morley deneyini birçok kez tekrarladılar. Ancak saçak kayması hiçbir zaman gözlenemedi.

Göreli Zaman

Einstein, ışık hızının hep aynı ölçülebilmesi için farklı gözlem çerçevelerinde zamanın farklı akması gerektiğini düşünür. Işık hızına yakın hızlarla hareket eden araç içinde ışığın hızının yine c değerinde ölçülebilmesi için araç içindeki zamanın daha yavaş akması gerektiğini ifade eder. Einstein’ın bu düşüncesi Şekil 5.2’de tavanına ayna yerleştirilmiş j büyüklüğünde sabit hızla hareket eden vagon düşünülerek gösteri- lebilir. Vagona göre durgun O’ gözlemcisi (Şekil 5.4: a) elindeki kaynaktan çıkan ışığın 2d yol aldığını gözlemlerken yerde bulunan durgun O gözlemcisi aynı sürede ışığın 2d den daha fazla yol aldığını gözlemler (Şekil 5.4: b). Işık hızı tüm referans sistemlerinde c olduğuna göre O’ gözlemcisi için geçen sürenin O gözlemcisi için geçen süreye göre daha az olması gerekir. Bu durum hareketli vagon içerisindeki O’ gözlemcisi için zamanın daha yavaş aktığını gösterir.