#2
ATOMUN KEŞFİNDE IŞIĞIN KULLANILMASI Atomun yapısını anlamak için yapılan deneylerde,elektromanyetik dalgaların kullanılması önemli sonuçlar vermiştir. Elektromanyetik ışımalar,radyo dalgaları,kızılötesi ışınlar,görünürdeki ışık,ve X ışınları olarak sınıflandırılabilir.yani ışık bir elektromanyetik dalgadır. Bir dalganın tanımlanmasında Dalga boyu Hız Genlik Frekans gibi terimler kullanılır. Dalga Boyu (λ) : Bir dalga üzerinde ard arda gelen iki benzer nokta arasındaki uzaklığa denir. Frekans (ν) : Belirli bir noktadan 1 saniyede geçen dalga sayısıdır. Birimi s 1 veya Hertz (Hz)dir. Işık Hızı (c) : c=3.10 8 m/s dir. Genlik (Yükseklik) (A) : Bir dalganın maksimum yüksekliği veya minimum derinliğine genlik denir. Dalganın şiddeti ise genliğinin karesi (A 2 ) ile ifade edilir. Dalga Boyu= Işık Hızı / Frekans
Elektromanyetik Dalganın Özellikleri Dalga boyu arttıkça frekansı azalır.dalga boyu azaldıkça frekans artar. Yüksek enerjili dalgaların frekansı yüksek dalga boyu küçüktür. Düşük enerjili dalgaların frekansı düşük dalga boyu büyüktür. Elektromanyetik dalgalar boşlukta ya da başka bir madde içerisinde yayılabilirler. Boşlukta hareket eden bir ışının frekansı 6x10 9 Hz dir. Buna göre bu ışının dalga boyu kaç nanometredir?a) 3.10 7 B) 5.10 7 C) 6.10 7 D) 9.10 7 E) 6.10 9 ÇÖZÜM: Helyum - Neon laser tüpü dalga boyu 600 A olan ışık yaymaktadır.yayılan bu ışığın frekansı kaç Hz dir? A) 2.10 16 B) 5.10 16 C) 5.10 15 D) 2.10 15 E) 3,5.10 15 ÇÖZÜM:
ELEKTROMANYETİK DALGA SPEKTRUMU Bütün elektromanyetik dalgaları kapsayan ışın dizinine elektromanyetik dalga spektrumu denir. Elektromanyetik ışınlara ait dalga boylarının madde tanecikleri ile etkileşimini inceleyen bilim dalına spektroskopi denir. Elektromanyetik ışımaların ölçüldüğü araçlara ise spektrometre adı verilir. Elektromanyetik spektrumda çıplak gözle gördüğümüz tüm renkleri içeren ışınların oluşturduğu bölge, görünür bölge (görünür ışık) olarak adlandırılır. İnsan gözü 380 ile 760 nm arasındaki dalga boylarını saptayabilir. Bu dalga boyu aralığı görünür bölgedir
III. IŞIĞIN İKİLİ DOĞASI Işık dalga ve tanecik modeli olmak üzere iki kısımda incelenir. DALGA ÖZELLİĞİ TANECİK ÖZELLİĞİ Girişim Kırınım Yansıma Young Deneyi Siyah cisim ışıması Fotoelektrik olay Thomas Young ışıkta girişim olayını ispatlamıştır.
IŞIĞIN TANECİK MODELİ 1) Siyah Cisim Işıması Max Planck; ışık enerjisinin kuantlar (enerji paketleri) halinde taşınacağını ortaya koyarak kuantum teorisini ortaya koymuştur Katı bir cisme gönderilen ve tüm elektromanyetik ışınları soğurabilen yapısından hiç ışık yansıtmayan cisimlere siyah cisim denir. Siyah cisim dalgaboyuna ve cismin sıcaklığına bağlı olarak farklı renkler verebilir. Örneğin soğuk bir siyah cisim gözle görülmeyen kızıl ötesi ışınlar yayarken sıcaklığının arttırıldığı durumlarda kırmızı, turuncu, sarı, beyaz ve mor ötesi olmak üzere farklı ışımalar meydana getirir.
2) Fotoelektrik Olay Havası boşaltılmış ve içine bir metal yerleştirilmiş bir tüpe gönderilen ışının metalin yüzeyinden elektron koparmasına fotoelektrik denir. Metalden elektron koparabilmek için ışının belli bir frekansa sahip olması gerekir. Yeterli enerjiye sahip olan bir foton ise sadece bir elektron koparabilir. Işığın şiddetinin artması koparılan elektronun hızını etkilemez. Sadece kopan elektron sayısını arttırır. Fakat ışığın frekansını arttırırsak elektronun hızı artar. Einstein ın ışın kuramı, fotoelektrik olayını başarılı bir şekilde açıklayabilmesine karşın, tanecik kuramı ışının bilinen dalga davranışına uymamaktadır. Bu durum ışığın hem tanecik hem de dalga özelliği gösterdiğini doğrulamıştır.
ATOM SPEKTRUMLARI Elektromanyetik bir ışın demeti, prizmadan geçirilirse ışının kırıldığı gözlenir. Kısa dalga boylu ışınlar daha fazla kırınıma uğrar. Elektromanyetik ışın demeti önce bir yarıktan sonra da prizmadan geçirilmesi sonucu görünür bölgede mordan kırmızıya kadar değişen bütün renklerin bulunduğu kesiksiz (sürekli) spektrum elde edilir. Elementlerin belirli bir yüksek sıcaklığa kadar ısıtılırsa veya elektrik verilirse ışıma yaparlar. Bu ışımaların prizmadan geçirilmesi ile de kesikli (çizgi) spektrum oluşur. Kesikli spektrumunda atomlar görünür bölgenin belirli kesimlerinde parlak çizgiler oluşturur. Her elementin kendine özgü yayınma spektrumu olduğu gibi birde soğurma (absorpsiyon) spektrumu var.
Beyaz ışık gaz boşalma tüpünde hidrojen içerisinden geçirildikten sonra elde edilen kesiksiz spektrumun üzerinde siyah çizgiler oluştuğu görülür. Bu çizgiler, gazın yayılma spektrumundaki dalga boylarına karşılık gelir.
Örnek: Enerjisi 6.10 4 kj/mol olan ışımanın fotonlarından her birinin dalga boyu kaç nm dir? (h=6.10-34 c=3.10 8 m/sn N A= 6.10 23 ) a) 0,18 b) 1,8 c) 18 d) 3,6 e) 36 Dalga boyu 2,21.10-6 nm olan bir fotonun enerjisi kaç jouledur? (h= 6,63.10-34 1nm=10-9 m c=3.10 8 m/sn a) 3.10-6 b) 6.10-11 c) 4.10-29 d) 9.10-11 e) 5.10-7
Frekansı 5.10 14 olan bir fotonun enerjisi kaç jouledur? (h=6,63.10-34 j.s) Dalga boyu 500 nm olan yeşil ışığın enerjisi kaç jouledür? (C=3.10 8 m/sn h= 6,63.10-34 j.s) Dalga boyu 200 nm olan ışımanın frekansı kaç Hz dir? (c= 3.10 8 m/sn 1nm=10-9 m)