Page 267 - Fizik 12 - Beceri Temelli Etkinlik Kitabı

Ortaöğretim Genel Müdürlüğü FİZİK 12

CEVAP ANAHTARLARI
3 Işığın taşıdığı enerji şiddetiyle doğru orantılıdır. Bu durumda 2. Yönerge
fotoelektrik olayda metalden kopan elektronların kazanacağı Maddesel parçacıklar için dalga özelliğinin o zamana kadar
enerjinin ışığın şiddetiyle orantılı bir şekilde artması gerekir. gözlemlenememiş olması, madde dalgalarının çok küçük dalga
Fakat fotoelektrik olayda kopan elektronların kazanacağı ener- boyuna sahip olmasından kaynaklanır. Young’ın çift yarık de-
ji ışık şiddetine bağlı değildir. Işık şiddetinin artması neyinde kullanılan ışığın dalga boyu, yaklaşık olarak 400-700
sadece kopan elektronların sayısını etkiler. nm arasındadır. Madde dalgaları ışığa göre çok daha küçük
4 Fotoelektrik olayda fotonun tamamı elektron tarafından so- olduğundan bu durum deneysel olarak sorun teşkil etmiştir.
ğurulur. Olay sonrasında foton yoktur. Compton olayında ise Çünkü girişim deneyinin gözlemlenebilmesi için yarıklar arası
serbest elektrona çarpan foton, çarpışma sonrasında enerjisi- uzaklığın dalga boyuyla aynı mertebede olması gerekmektedir.
nin bir kısmını elektrona aktararak daha büyük dalga boyunda
saçılmaya uğrar. Bu olayda gelen fotonun enerjisinin tamamı 3. Yönerge
değil bir kısmı soğurulur. a) E = m . c + p . c 2
2
2
4
2
0
2
2
Konu ile ilgili bilgiler için bk. MEB Ortaöğretim Fizik 12 Ders Kitabı, Fotonun durgun kütlesi yerine m = 0 yazılırsa E = p . c 2
0
Sayfa 223-225. olur.
b) h . f = p . c 2
2
2
2
Etkinlik No.: 121 Her iki tarafın karakökü alınırsa h . f = p . c elde edilir.
1 Işık, kırınım olayında küçük bir yarıktan, girişim olayında c) h . f = p . c
küçük iki yarıktan geçtiğinde farklı yönlerde yayılarak ilerle- h c
mektedir. Bu durum ancak ışığın dalga doğasıyla açıklanabilir. p = f olur.
2 Işık dalga özelliği gösterseydi dalga boyu azaldığında cisimle- Buradan λ = h ifadesi elde edilir.
rin yayacağı ışıma şiddetinin sonsuza kadar artması gerekirdi. p
Fakat bu konuda yapılan deneysel çalışmalar, ışığın dalga ya- Konu ile ilgili bilgiler için bk. MEB Ortaöğretim Fizik 12 Ders Kitabı,
pısıyla çelişmiştir. Deney sonuçları, ışığın belirli enerjiye sahip Sayfa 224-226.
paketçikler hâlinde soğurulup yayıldığı düşünülerek açıklana-
bilmiştir. Etkinlik No.: 123
3 Compton saçılmasında foton, serbest hâlde bulunan elektron 2. Yönerge
ile esnek çarpışma yaptığı için enerjisinin bir kısmını elektro-
na aktarır ve kalan kısmı ile saçılır. Çok büyük enerjiye sahip 1 Elektronların hızı arttırıldığında de Broglie bağıntısına göre
olan foton, atoma çok küçük bir enerji ile bağlı olan elektrona elektrona eşlik eden dalgaların dalga boyu azalacaktır. Simü-
çarptığında elektron serbest olarak kabul edilebilir. Bu durum- lasyonda dalga boyu, koyu ve açık renklerden ayırt edilebilir.
da da fotonun elektronla esnek çarpışma yaptığı ve enerjisinin 2 De Broglie dalgası, parçacığın kütle ve hızına bağlı olarak deği-
bir kısmını elektrona aktardığı kabul edilebilir. Fotoelektrik h
olayda ise fotonun çarptığı elektron, çekirdeğe daha güçlü bir şir (λ = ). h, burada Planck sabitidir.
m. V
şekilde bağlıdır. Bu olayda fotonun enerjisinin bir kısmı elekt- Aynı dalga boyuna sahip parçacıkların kesinlikle momentum-
ronu koparmak için harcanırken kalan kısmı elektrona kinetik ları da eşit olmalıdır (P = m . V).
enerji olarak aktarılır.
4 Klasik teori, elektromanyetik ışımaya maruz kalan yüklü par- 3 Elektronun kütlesi protonun kütlesinden daha küçük olduğu
çacıkların saçılmasında gelen fotonun dalga boyunda değişim için, aynı hızla hareket eden protona eşlik eden de Broglie dal-
gasının dalga boyu elektronunkinden daha küçük olur
olmayacağını öngörürken Compton saçılmasında saçılan fo- h
tonun dalga boyunun artması, ışığın tanecik gibi davranma- (λ = ).
sından kaynaklanır. Bu olayda fotonun kaybettiği enerji daima m. V
(h . f)’nin tam katları olmaktadır. Bu durum da ışığın tanecik 4 Elektronun kinetik enerjisi = 1 fotonun enerjisi
özelliği ile açıklanabilir. 2
Konu ile ilgili bilgiler için bk. MEB Ortaöğretim Fizik 12 Ders Kitabı, 1 m . V = 1 h . f
2
Sayfa 223-225. 2 2
λ = h
Etkinlik No.: 122 c
m. V
1. Yönerge V = h
1 E = h . f m. λ
E = m . c 2 h = c
h . f = m . c 2 m. λ
f = c yazılırsa λ = h
λ c m. c
2
h . c = m . c buradan λ = h olur.
λ m. c Konu ile ilgili bilgiler için bk. MEB Ortaöğretim Fizik 12 Ders Kitabı,
Eşitlikte c yerine V yazılırsa Sayfa 224-226.
λ = h bulunur.
m. V

265