Compton Saçılması – Modern Fizik Ders Notları

Konu çalışmalarını tamamladıktan sonra, zaman zaman notlarına ve formüllere bakmaya ihtiyaç duyabilirsin. Tekrar yaparken ya da soru çözerken notlara göz atmak ve gerekli ipuçlarını almak, öğrenme aşamasında sana epey yardımcı olacaktır. Kunduz ekibi olarak, alanında uzman eğitmenlerimizin de desteğiyle, her konuda mutlaka görmen gereken ipuçlarını, formülleri, ders notlarını senin için derliyoruz!? Bu yazımızda Kuantum Fiziği, Wien’in Kayma Yasası, Compton Saçılması, Dalga Modeli ve Tanecik Modeli ile Açıklanan Olaylar, Özel Görelelik ve Siyah Cisim Işıması, Zaman Genişlemesi ve Uzunluk Büzülmesi hakkında bilmen gerekenler ile Modern Fizik konusuna ait soruları çözerken işine yarayacağını düşündüğümüz ipuçları yer alıyor. Umarız bu notlar sana yardımcı olur. İyi okumalar!

???

Kuantum Fiziğine Giriş

Wien’in Kayma Yasası

Cismin sıcaklığı arttıkça yaydığı ısı çoğalır. Uzun süre ısıtılan metal parçasında görünen ışık önce bir donuk kırmızı, sıcalık arttıkça da maviye doğru değişim gösteren ışıma yapar.

Eğrilen tepe noktalarına ait dalgaboyları ile sıcaklık arasındaki ilişki:

• λ_max.T = 2.9×10^-3m.K
  • λ_max: ışıma şiddetinin maksimum olduğu andaki dalga boyu
  • T: sıcaklık

• Siyah cisim ışımasının şiddeti arttıkça yani siyah cismin sıcaklığı arttıkça (λ_max) değeri azalır.
• Cismin sıcaklığı artarsa I_max artar.
• Cismin sıcaklığı artarsa (λ_max) azalır.

Siyah Cisim Işımasının Özellikleri

• Sıcaklığı 0 Kelvinden büyük olan tüm cisimler etraflarına ışık saçarlar. Ancak saçılan bu ışınları hepsi insan gözü tarafından algılanmaz.
• Üzerine düşen tüm ışığı soğuran cisimlere siyah cisim denir.
• Siyah cisim, üzerine düşen ışığı soğururken aynı anda sıcaklığı nedeniyle etrafa ışın elektromanyetik dalga) yayar. Bu olaya Siyah Cisim Işıması denir.
• Klasik fiziğe göre sıcaklığı sürekli artan, yaydığı sışığın dalgaboyunun sürekli azalacağı kabul edilmiştir. Ancak yapılan deneyler sonucunda, bu teorinin tam olarak doğru olmadığı anlaşılmıştır. Bu durum klasik fizik tarafından açıklanamamıştır.

• kesikli çizgiler: Klasik fiziğin öngörüsü
• düz çizgiler: Deneysel sonuçlar

Compton Saçılması

Bir fotonun durgun bir elektrona çarpıp fotonun ve elektronun saçılması olayıdır. Tam esnek bir çarpışma olduğu için enerji korunur ve momentum korunur.

Compton Saçılması Esnasında Enerji Korunumu

• E = E’ + E_ke
  • E: gelen fotonun enerjisi
  • E’: saçılan fotonun enerjisi
  • E_ke: saçılan elektronun enerjisi
• E > E’
• f > f’
• λ > λ’
  • f: gelen fotonun frekansı
  • λ: gelen fotonun dalga boyu
  • f’: saçılan fotonun frekansı
  • λ’: saçılan fotonun dalga boyu

Gelen fotonun hızı ilk saçılan fotonun hızına eşit ve bu da ışık hızı kadardır: V=V’=c

Compton Saçılması Esnasında Momentum Korunumu

• Fotonun momentumu: P=h/λ

Momentum korunumunu vektörel olarak yukarıdaki gibi yazıyoruz. ,

• P = P’ + P_e
  • P: gelen fotonun momentumu
  • P’: saçılan fotonun momentumu
  • P_e: saçılan elektronun momentumu

Büyüklük olarak: P>P’

• Δλ = λ‘ – λ = h/(mc- λ) . (1-cos θ)
  •  θ: fotonun saçılma açısı

Işığın Sadece Dalga Modeli İle Açıklanan Olaylar

• Işığın aynı anda hem yansıması hem kırılması
• Işığın renklerine ayrılması
• Kırınım
• Girişim
• Polarizasyon

Işığın Sadece Tanecik Modeli İle Açıklanan Olaylar

• Siyah Cisim Işıması
• Fotoelektrik Olay
• Compton Olayı

???

Özel Görelelik

Bir ölçüm ya da gözlem yapan kişinin bulunduğu konuma referans sistemi denir. Referans sistemi duruyor veyasabit hızla ilerliyorsa eylemsiz referans sistemi adını almaktadır.

Zaman Genişlemesi

V hızıyla hareket eden bir referans sisteminde bir olayın gerçekleşme süresi t_o olsun. Aynı olyın durgun bir referans sisteminde gerçekleşme süresine de t diyelim:

• ϒ: dönüşüm katsayısı
• c: ışık hızı

Uzunluk Büzülmesi

Durgun bir referans sisteminde bulunan cisim boyuna L_o diyelim. Bu cismin V hızıyla hareket ederken ölçülen boyuna da L diyelim:

???

Şimdi Compton Saçılması – Özel Görelelik soru çözümlerine devam edebilirsin!

Modern Fizik konusunda bolca soru çözerek pratik yapabilirsin. Bu konu, AYT Fizik için temel konulardan biri olduğu için iyice pekiştirmen önemli. Kuantum Fiziği, Wien’in Kayma Yasası, Siyah Cisim Işıması, Compton Saçılması, Dalga Modeli ile Açıklanan Olaylar, Özel Görelelik, Zaman Genişlemesi ve Uzunluk Büzülmesi gibi alt başlıklar pek çok bilgi ve kavram içeriyor. Bu da daha çok soru tipini barındırdığı anlamına gelir. Bu konudan direkt soru gelebildiği gibi, farklı konuların da içinde sıkça geçtiğini görüyoruz. Ders Fizik olunca, bu kavramlar, her zaman karşımıza çıkabilir! AYT Fizik testlerinde de sıklıkla sorulması tercih edilen konulardan biri.

Bilgileri, tanımları, özetleri ve kuralları ve formülleri öğrendikten sonra, soruların içinde nasıl yer aldığını görmen gerekli. Fizik Konu Anlatımı videolarımıza da göz attıktan sonra, kendi kaynaklarından sonra MEB Kaynaklarına da göz atmanı tavsiye ediyoruz. TYT ve AYT Fizik dersindeki netleri yükseltmedeki anahtar, konu çalışmalarını tamamladıktan sonra bolca soru çözmek ve yapılamayan soruların doğrusunu öğrenmek.

Her ders için değişmeyen kilit nokta bol bol soru çözümü ile pratik yapmak. Çözemediğin sorulara yanıt bulmak istiyorsan sınava hazırlık sürecinde Kunduz hep yanında! Profesyonel eğitmenler tarafından hazırlanan Soru Çözümü, binlerce soru ve çözümden oluşan Soru Bankası hizmetlerimizden faydalanabilirsin.