Işığın Tanecik Modeli

IŞIĞIN TANECİK MODELİ

 

Işığın tanecik modeline göre ışık foton adı verilen çok küçük taneciklerden meydana gelmiştir. Bu tanecikler çok küçük yapıya sahip olup kaynaklardan oldukça fazla çıkarlar. Tanecik modelinin bazı ışık olaylarını açıklamada yeterli ve başarılı olmasının yanı sıra bazı olaylarda başarılı olamamıştır. Şimdi tanecik modeline göre, ışığın bazı davranışlarını  açıklayalım.

 

l. Işığın Yayılması:

Işık doğrusal yolla yayılıp boşluktaki hızı ~3.105 km/sn dir. Tanecik modeline göre fotonlar oldukça küçük olup hızı çok yüksek olduğundan yörüngeleri doğrusaldır.

 

 

 

    Tanecik yavaş hareket  ettiğinde                      Tanecik çok hızlı hareket ettiğinde       

      parabolik yörünge çizer.                                  Yörüngesi doğrusal olur.

 

2. Işığın Birbiri içinden Geçmesi:

Işık ışınları birbiri içinden bir­birlerini etkilemeden geçerler. Tanecik modeline göre de tanecikler çok küçük ve hızlı olduklarından birbirleri içinden geçerler.

 

 

  

3. Işığın Yansıması:

Ortamda ilerleyen bir ışık ışını ,ikinci ortamın sınırına gelince eğer bu ortamın içinden geçemiyorsa, ortam yüzeyine geldiği açıyla aynı açıyı yaparak çarptığı ortamdan uzaklaşmaya başlar.Buna yansıma denir.

Eğer ışınımız pürüzsüz ,diğer bir deyişle ayna gibi bir yüzeyden yansıyorsa buna vereceğimiz isim düzgün yansımadır.Düzgün yansımada paralel gelen ışık ısınları yine paralel olarak yüzeyden ayrılır.
Eğer yüzeyimiz söylediğimiz gibi düzgün değil ise cisim bu gelen ışıkları düzensiz olarak saçar,buna da dağınık yansıma denir.

Işık bir yansıtıcı yüzeye düşünce yansımaya uğrar. Aynı şekilde tanecik modeline göre fotonları pin-pong topuna benzetirsek bir yüzeye çarptığında yansımaya uğrar.

Tam yansıma:

Bu olayda yansıtıcı yüzey kırılma indisi farkından kaynaklanmaktadır. Eğer ışığımız yoğun bir ortamdan daha az yoğun bir ortama yönelirse hele bi de kiritik açıdan daha büyük bir açıyla geliyorsa ikinci ortama girmek, yerine yüzeylerin arasında bir ayna varmış gibi geri yansır bu olaya da tam yansıma denir.


 

 

 

 

4. Aydınlanma:

Birim yüzeye düşen ışık miktarı o yüzeydeki aydınlanmayı verir. Aynı şekilde tanecik modeline göre birim yüzeye düşen foton sayısı o yüzeydeki aydınlanma şiddetini verir.

Işık kaynağından uzaklaşıldıkça aydınlanma azalır. Tanecik modeline göre aydınlanmanın azalması ters kare kanunu (aydınlanma uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.) gereği izah edilir, örneğin kaynaktan 2 kat uzağa gidilince aydınlanma dörtte birine düşer.


 

Kaynaktan d uzaklığında aydınlanma

E ise 2 d uzaklığında  dür.

Çünkü yüzeyden geçen tanecik sayısı

dörtte birine düşer.

 

5. Işık Basıncı:

Nasıl ki duvara fırlatılan bir top basınç uygularsa, tanecik modeline göre taneciklerden oluşan ışıkta düştüğü yüzeye basınç uygular. Işık basıncı dünyada fark edilemeyecek kadar az olmasına rağmen güneşin yüzeyine yakın yerlerde dünyaya göre oldukça fazladır. Işık basıncı aydınlanma ile doğru orantılı olup Radyometre denilen aygıtla ölçülür.

 

6. Işığın Soğurulması:

Işığın vurduğu yüzeyden yansımayıp tutulması olayına soğurulma denir. Koyu renkli cisimler açık renkli cisimlere göre ışığı daha çok tutarlar. Dolayısıyla koyu renkli cisimler açık renkli cisimlere göre daha çok ısınırlar, örneğin; üzerine kül dökülmüş kar, hiçbir şey dökülmemiş kardan daha erken erir. Koyu elbise açık elbiseden daha sıcak olur. Onun için yazlık elbiseler genelde açık renkli olmalarına rağmen kışlık elbiseler biraz daha koyudur. Soğurulma olayı tanecik modeline göre; çekicin çelik bilyeye vurulunca sıçraması, yumuşak demire vurulunca demirin ezilip çekicin sıçramaması şeklinde izah edilir. Çelik bilye beyaz zemin yumuşak demir siyah zemin gibi kabul edilir.

 

7. Işığın Kırılması:

Işığın tanecik  modelinin başarı   ile   açıklandığı olaylardan biridir.  Bu  modelin olaya  uygunluğunu  anlamak   için  açılar

ve indisler arasındaki  ilişkiyi  kurmak  için bir   deney  sistemi   kuralım. Şekildeki   kutunun   üzerinden   V1, hızıyla qü açısı altında yollanan bilyanın, alt yüzeyde V2   hızı  ile qa açısı altında hareketi görülmektedir. qü gelme açısı, qa kırılma açısı olarak düşünülürse ışık için bu  olay  az  kırıcı   or­tamdan  çok  kırıcı  ortama   geçen bir ışını temsil edebilir.

 

 

 

 

 O halde; kutunun üst yüzeyi az kırıcı (hava) alt yüzeyi çok kırıcı (cam) ortamlara eşdeğer sayılabilir. Modelde yapılan çeşitli deneyler, bu açıların sinüsleri arasındaki oranın sabit olduğunu göstermiştir.

 

 

Modelin kırılma yasasına uymasına rağmen alt yüzeyde bilyanın da­ha hızlı hareket ettiğine inanıyorsak, V2 > V1   için V1/V2 > l sonucuna varılır. Ancak deneysel sonuçlar, kırıcı ortamda hızın daha küçük olduğunu göstermektedir. Ayrıca kırılma yasasındaki bu sabit sayının (l) den küçük olmayacağını da öğrenmiştik. O halde, tanecik modeli hızlar arasındaki ilişkiyi açıklamada başarısızdır.

ÖRNEK:

Işığın havadaki 3.105 km/sn olduğuna göre, kırılma indisi  1,25 olan saydam ortamdaki hızını tanecik modeline göre bulup gerçek değeri ile karşılaştırınız.

ÇÖZÜM:

vH = 3.105 km/sn   

nx = 1,25

vx = ?

Tanecik modeline göre;

dir.
               

            
=vx=3,75 . 105 km/sn dir.



Aslında  ışık  hızı  3.10     km/sn den büyük  olamaz.  Buna göre ışığın kırılma indisi 1,25 olan ortamdaki hızının gerçek değerini bulursak;

ÇÖZÜM:

 

 

 

 

 Sonuç olarak; ışığın kırılma indisi 1,25 olan ortamdaki hızı tanecik modeline göre 3,75.105 km/sn gerçek değeri ise 2,4.105km/sn dir.

Yukarıda izah ettiğimiz olaylarla izah edemeyeceğimiz olayları sıralarsak tanecik modeli; ışığın kırılmasında hızın değerinin bulunmasın da, ışığın saydam ortamlarda aynı anda kırılma ve yansıması, kırınım olayı gibi olayları izah etmede yetersiz kalmıştır. Yani tanecik modeli ile bu olayları izah etmek zordur.

 

Yorum Yaz
Arkadaşların Burada !
Arkadaşların Burada !