PSiKo-FiZiK - Işık Teorileri

IŞIĞIN FARKLI DALGA BOYLARI
Evrendeki yıldızların ve diğer ışık kaynaklarının hepsi aynı türde ışın yaymazlar. Bu farklı ışınlar, dalga boyuna göre sınıflandırılır.
Farklı dalga boylarının oluşturduğu yelpaze ise çok geniştir. En küçük dalga boyuna sahip olan gama ışınları ile, en büyük dalga
boyuna sahip olan radyo dalgaları arasında 1025'lik (milyar kere milyar kere milyarlık) bir fark vardır. Konunun ilginç yanı ise,
Güneş’in yaydığı ışınların tamamına yakınının, bu 1025'lik yelpazenin tek bir birimine sıkıştırılmış olmasıdır. Çünkü bu daracık alanda,
yaşam için gerekli olan yegane ışınlar bulunmaktadır.

RADYO DALGALARI
Hem ışık hem de ısı, elektromanyetik ışınım olarak bilinen enerjinin farklı şekilleridir. Elektromanyetik ışınımın tüm farklı şekilleri,
uzayda enerji dalgaları şeklinde hareket ederler. Bu, bir gölün üzerine atılan taşların oluşturduğu dalgalara benzetilebilir. Ve nasıl bir
göldeki dalgaların farklı boyları olabiliyorsa, elektromanyetik ışınımın da farklı dalga boyları olur.
Ancak elektromanyetik ışınımın dalga boyları arasında çok büyük farklar vardır. Bazı dalga boyları kilometrelerce genişlikte olabilir.
Başka dalga boyları ise, bir santimetrenin trilyonda birinden daha ufaktır. Bilimadamları, bu farklı dalga boylarını sınıflara ayırırlar.
Örneğin santimetrenin trilyonda biri kadar küçük dalga boylarına sahip olan ışınlar, gama ışınları olarak bilinir. Bunlar çok yüksek
enerji taşırlar. Dalga boyları kilometrelerce genişlikte olan ışınlara ise "radyo dalgaları" adını veririz ve bunlar çok zayıf bir enerjiye
sahiptir. Bu nedenle gama ışınları bizim için öldürücü iken, radyo dalgalarının bize hiçbir etkisi olmaz.
Otomatik olarak açılan kapılardaki fotoelektrik alıcılar:
Tahmin edeceğiniz gibi fotoelektrik alıcılar ışığa karşı aşırı duyarlı elektronik malzemeler kullanılarak yapılır (diyot gibi). Eğer ışık şiddetinde
büyük bir değişme olursa alıcıdaki diyot özelliği değişerek daha iletken hale gelir ve devreden akım geçmesini sağlar (diyot burada anahtar görevi görür).
Dolayısıyla bir düğme kullanarak kapıyı açıp kapatabileceğimiz gibi böyle bir fotoelektrik alıcılı bir devre ile de bir kapıyı açıp kapatabiliriz.

Gökkuşağı oluşumu ışığın dalga teorisi ile açıklanabilmektedir, güneş ışınlarının yağmur damlaları veya sis bulutlarında yansıması
ve kırılmasıyla meydana gelen ve ışık tayfı renklerinin bir yay şeklinde göründüğü meteorolojik olayı. Gökkuşağında görülen yedi renk;
kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, lacivert ve mordur

19. yüzyılın başlarına kadar ışık küçük parçacıkların akışından oluştuğu düşünülüyordu. Parçacık teorisinin baş mimarı olarak kabul edilen Newton, ışığın bir ışık kaynağından parçacıklar olarak yayıldığı ve bunların gözde meydana getirdiği uyarımlar sonucunda görme olayının gerçekleştiği görüşüyle yansıma ve kırılma olaylarını başarılı bir şekilde açıklamıştır.
Newton`un teorisi ( görüşü ) zamanının bilim adamları tarafından büyük kabul gördü. Onun yaşadığı zamanda ışığı açıklayan diğer bir teori ortaya atıldı. Bu teoriye göre ışık bir çeşit dalga hareketi idi ki 1678 de alman fizikçi ve gök bilimci Christian Huygens kırılma ve yansıma olaylarının dalga modeliyle de açıklanabileceğini gösterdi.

1801 yılında Thomas Young ışığın dalga teorisini destekleyen ilk gösteriyi gerçekleştirdi. Işığın uygun koşullarda dalgalar gibi girişime uğradığını gösterdi.
19. yüzyılda (1873)Maxwell ışığın bir çeşit elektromanyetik dalga olduğunu öne sürdü. Daha sonraki yıllarda Hertz tarafından Maxwell in teorisi ispatlanınca, dalga modeli daha fazla taraftar topladı.
19. yüzyılın sonlarında Planck ve Einstein yaptıkları çalışmalar sonucu tekrar parçacık modeli güçlendi.Plank`a göre bir enerji türü olan ışığın yapısı keşikli yani tanecikli olmalıydı. Işık enerjisini taşıyan bu tanecikler daha sonra Einstein tarafından foton olarak adlandırıldı.Tanecik modeline göre foton, ışık enerjisini taşıdığı kabul edilen ve kütlesi olmayan çık hızlı taneciklerdir.
20. yüzyıla kadar iki farklı modelle açıklanmaya çalışılan ışık hakkındaki tartışmalara 1920`li yıllarda De Broglie ve Scrödinger tarafından farklı bir bakış açısı getirildi. Bu bilim adamlarına göre ışığın tek bir modelle açıklanamayacağı hem dalga hem de parçacık özelliği gösteren dual (çift ) bir yapıya sahip olduğu fikrini savundular.Işık hakkındaki bugün kabul edilen görüş budur.
Yukarıda da açıklandığı üzere ışık, bazen dalga bazen de parçacık davranışı gösteren bir tür enerjidir

Tek yarıkta girişim (Kırınım)

Su dalgalarının kırınım özelliği gösterdiğini biliyoruz. Yani su dalgaları dalga boyundan daha küçük bir aralıktan geçerken dairesel dalgalar şeklinde yayılırlar. Işıkta da kırınım olayı gözlenir. İnce bir yarıktan geçen ışık önündeki perde üzerinde aydınlık ve karanlık saçaklanamalar meydana getirir. Çift yarıkta girişimden farklı olarak, kırınım olayında merkezi aydınlık saçak çok parlak ve diğerlerinden iki misli geniştir.

Çift yarıkta girişim (Young deneyi)

Birbirine yakın ince iki yarıktan ışık geçirildiğinde, resimdeki gibi aydınlık ve karanlık çizgiler (saçaklar) görülür. Mavi ışıkla yapılan bu deneyden aydınlık ve karanlık saçakların oluşması, ışığın perde üzerindeki bazı noktalarda birbirini söndürdüğünü bazı nıktalarda ise birbirini güçlendirdiğini anlıyoruz. Bu olay su dalgalarındaki girişim olayına benzer. Maksimum noktaları aydınlık, minimum noktaları karanlıktır.