Page 247 - Konu Özetleri AYT Fizik

SİYAH CİSİM IŞIMASI VE PLANCK HİPOTEZİ

Siyah cisim modelindeki delik içinden giren ışık ardışık yansı-
malarla tamamen emilir, bu da ışımanın sıcaklığa bağlı oldu-
ğunu gösterir.
Farklı sıcaklıklardaki siyah cisim ışımasının dalga boyuna
bağlı grafikleri, iki önemli sonucu gösterir:
1. Cismin herhangi bir sıcaklıkta maksimum şiddette ışıma
yaptığı bir dalga boyu değeri vardır. Sıcaklık arttıkça ışıma
şiddetinin maksimum olduğu tepe noktası, kısa dalga boyları-
na (mor ötesi bölgesi) doğru kaymaktadır.
Bu kaymaya Wien Kayma Yasası denir ve
-3
λ ∙ T = 2,898 ∙ 10 m∙K
max
bağıntısıyla ifade edilir.
Denklemde λ eğrinin tepe noktasına karşılık gelen dalga
max
boyu, T ise ışınım yapan cismin Kelvin cinsinden sıcaklık de-
ğeridir.

2. Cismin sıcaklığı arttıkça yaydığı enerji de artar. Dolayısıyla ışıma frekansı ve ışıma şiddeti de artar.

Klasik fiziğe göre, siyah cismin yapacağı ışıma frekansa bağlı
olarak sürekli artmalıdır. Dolayısıyla bütün maddeler her bir
anda sonsuz enerji yaymalıdır ve bunun olması imkânsızdır.
Siyah cisim ışıması deneyleri, düşük frekanslarda klasik teo-
riyle uyumlu olmasına rağmen, mor ötesi bölgede tamamen
zıt bir karakter sergilemektedir. Bilim tarihine “morötesi fela-
ket” adıyla geçen bu durum klasik olarak hiçbir şekilde açıkla-
namamış ve bu uyumsuzluk Planck tarafından çözülmüştür.

PLANCK HİPOTEZİ
Moleküllerin Kuantum Planck, 1900 yılında siyah cisim ışıması için tüm dalga boylarında deneysel
Enerji Seviyeleri Sayıları verilerle tam uyum içerisinde olan bir denklem ortaya koymuştur. Planck enerji-
n nin sürekli değil de, kesikli olduğu düşünüldüğünde deneylerin açıklanabileceği-
ni göstermiştir. Kuantum teorisinin başlangıcı bu olaya dayanır.
4.hf 4
Planck, kendi adıyla anılan teorisinde iki varsayım öne sürmüştür.
3.hf 3
1. Bir cisim üzerinde yer alan moleküller, belli frekans değerlerinde titreşir
2.hf 2 ve sürekli olmayan kesikli enerji değerlerine sahiptir.
hf 1 n: Kuantum sayısını ifade eden pozitif bir tam sayı,
0 0 f : Moleküllerin titreşim frekansı
h: Planck sabiti (6,626 ∙ 10 -34 J ∙ s) olmak üzere ışınım enerjisi,
Planck’a göre kuantumlu enerji
seviyeleri E = n ∙ f ∙ e bağıntısıyla bulunur.

FİZİK - AYT MEBİ KONU ÖZETLERİ 247