|
Zaman Yolculuğunu Araştırma Merkezi © 2005 Cetin BAL - GSM:+90 05366063183 -Turkey/Denizli |
Arthur Holly Compton (1892-1962)
Einstein, 1919'da, E enerjili bir fotonun tek bir yönde gittiği (bir küresel dalga gibi değil!) ve E/c ya da hf/c'ye eşit bir momentum taşıdığı sonucuna vardı. Onun sözleriyle " bir ışınım demeti, bir molekülün hf enerji paketi yayınlamasına ya da soğurmasına neden olursa,moleküle, soğurma için demetle aynı yönde,yayınlama için zıt yönde hf/c kadar bir momentum aktarılır." Işığın ya da fotonun momentumu? Arthur Holly Compton (1892-1962)(1927 Nobel fizik ödülü) ve Peter Debye (1884-1966) 1923'te, birbirinden bağımsız olarak, Einstein'in foton momentumu düşüncesini daha ileri götürdüler. Onlar, x-ışını fotonlarının elektronlardan saçılmasının, fotonları hf enerjili ve hf/c momentumlu noktasal parçacıklar olarak varsaydılar ve foton -elektron çiftinin çarpışmasında enerjinin ve momentumun korunduğuna dikkat ederek açıklanabileceğini gösterdiler. Compton ve çalışma arkadaşları,1922'den önce, x-ışınlarının elektronlardan saçılmasını açıklamak için klasik dalga kuramının yetersiz kaldığını gösteren kantlar topladılar. Klasik dalga kuramına göre, gelen elektromanyetik dalgalar elektronları ivmelendirmeli, onları titreşmeye zorlayarak daha düşük frekansta yeniden ışıma yaptırmalıdır. Dahası saçılan ışınım frekansı ya da dalga boyu, klasik kurama göre gelen ışınımların örneğe çarptıkları zamana olduğu kadar gelen ışınımın şiddetine de bağlıdır. Bu öngörülerin aksine, Compton'un denel sonuçları, verilen bir açıda saçılan x-ışınlarının dalga boyu kaymasının yalnızca saçılma açısına bağlı olduğunu gösterdi. "Bunların, pek çok fizikçiyi kuantum kuramının temelli geçerliliğine inandırmak için ilk denel sonuçlar olduklarını söylemek ne güzel!"
Bu modelde foton, sıfır durgun kütleli "hf" enerjili bir parçacık olarak ele alınır (h,Planck sabiti; f, frekans).
Fotoelektrik olay ve Compton olayı gibi olgular, ışığın foton (ya da tanecik) kavramını destekleyen çok uygun ve açık denel gerçeklerdir. Peki ışık,elektromanyetik dalga değil de foton sağanağı mıdır? Hayır, foton özelliği, ışığın bir özelliğidir; ama ışığın elektromanyetik dalga özelliği de vardır. Şimdi çok ilginç bir düşünceyi inceleyeceğiz: Işık, tanecikli yapıdaysa acaba taneciklerin de bir dalga boyu var mıdır?
Farklı kaynaklarda COMPTON OLAYI
Foto elektrik olayın dışında, ışığın kuvantumlanmasını gerçekleyen bir diğer
olayda Compton olayı olarak adlandırılır. 1922 yılında A. H. COMPTON (
1892-1962; Nobel ödülü 1927 ) göstermiştir ki; Röntgen ışıması ve zayıf
bağlanmış elektron'lu madde arasındaki karşılıklı etki süreci ışığın dalga
modeliyle daha fazla açıklanamaz. Klasik dalga modeline göre Röntgen ışıması ve
madde arasındaki karşılıklı etki sürecinde sadece madde üzerine gelen Röntgen
ışımasının dalga boyu gözlemlenebilir. Deneyde, asıl ışımanın yanında daha büyük
dalga boylu bir ışıma daha gözlemlenir. COMPTON bundan başka, dalga boyundaki
değişimin sadece saçılma açısına bağlı olduğunu da tespit etmiştir. Compton bu
olayların açıklaması için kabul etmiştir ki, madde üzerine isabet eden Röntgen
ışımasının ( fotonun ) dalga boyu değişimi ( yada frekans değişimi ), maddenin
elektronlarıyla karşılıklı etki esnasında Röntgen ışımasının bir miktar
enerjisinin ve momentinin elektronlara geçmesi suretiyle ortaya çıkar.
Şekil 1: Röntgen ışıması ( fotonlar ) ve zayıf bağlı elektronlara sahip madde arasındaki karşılıklı etki sürecinin ifadesi
Bu kabulden sonra Enerji ve Moment
korunum yasalarından elde ederiz.Burada ve imleri başlangıç ve son durumları
ifade ederler. Bu denklemlerden fotonun çarpışmadan önceki dalga boyu ve
çarpışmadan sonraki dalga boyu ve saçılma açısı arasındaki ilişki elde edilir:
Compton formülü sadece göreli olarak çıkartılabilirken, burada çıkarımını
göstermedik.
Burada h Planck sabiti, m elektronun kütlesi ve c ışık hızıdır. Eğer karşılıklı
etki esnasında fotonun bir miktar enerjisini ve momentini elektronun üzerine
aktardığı hesaba katılırsa, fotonun dalga boyu değişimi yine açıklanabilir.Şimdi
bu olayı deneysel olarak incelemek için interaktif ekran deneyini
kullanabiliriz.
DENEY: ( İnteraktif Ekran Deneyi ) Deneyde Şekil 2'deki kaynaktan çıkan ışımayı
kullanıyoruz. Bir saçılım cismindeki ( burada plastik-cam silindir ) saçılan
ışımanın enerjisi çeşitli saçılma açılarında ölçülebilinir. Deneyin hedefi,
kaynağın ışımasının dalga boyu ( saçılan fotonun enerjisi ) plastik-cam silindir
ile karşılıklı etki esnasında artan açıyla birlikte gerçekten büyüyüp
büyümediğini araştırmak olacaktır. ( enerji tersine azalmalı )
Şekil 2:Compton olayı interaktif ekran deneyi
Burada esnasında maksimum uzunluk ve
yükseklik gösterilmiştir.Fotonun enerjisinin artan açılarla küçüleceği bilinir.
( bununla uygun dalga boyları büyür ) Demek ki dalga boyu değişimi saçılma
açısına bağlıdır. Bu olay fotonun bir miktar enerjisini ve momentini elektron
üzerine geçirmesi suretiyle gerçekleşir. Bu karşılıklı etki sürecinde enerji ve
momentum korunum yasaları da geçerlidir.
Uyarı: Küçük enerji değerlerinden yarım değer genişliği tam olarak tespit
edilemez.
Açıklama 1:Compton olayının bu teorisi bu olayların tek mümkün yorumu değildir.
Bilinmektedir ki, elektronlarda dalga paketçiklerine sahiptirler,aynı zamanda bu
olayların ışık paketçiği fikri olmaksızın bir dalga teorisi yorumu da akla
yakındır. Bundan başka DÖRING 1973 açıklaması da vardır.
Açıklama 2:Burada ölçüm programı ışımanın dalga boyunu değil, aksine enerjisini
gösterir, dalga boyu değişiminin eski formülü yerine enerji değişiminin uygun
bir formülü kullanılmalıdır.Daha sonra ile denklemini elde ederiz.
Hiçbir yazı/ resim izinsiz olarak kullanılamaz!! Telif hakları uyarınca bu bir suçtur..! Tüm hakları Çetin BAL' a aittir. Kaynak gösterilmek şartıyla siteden alıntı yapılabilir.
The Time Machine Project © 2005 Cetin BAL - GSM:+90 05366063183 -Turkiye/Denizli
Ana Sayfa /index /Roket bilimi /
E-Mail /CetinBAL/Quantum Teleportation-2
Time Travel Technology /Ziyaretçi Defteri /UFO Technology/Duyuru