DERS 4: IŞIGIN YAPISI

Dersin Konuları

• Kozmik güçlerin tartışma sonucu
• E-M, Güçlü, ve Zayıf
• GUTs and TOEs
• Işık
• Dalgaboyu ve Frekans
• E-M Tayf
• Işık ve Enerji

Elektromanyetik Güçler

• Var olmamızı sağlıyor (diğer varlıklar arasında).
• Birarada bulunmamızı sağlıyor, kanımızın akmasını sağlıyor, moleküllerin oluşmasını sağlıyor, vb.
• Çok güçlü
• Ayrıca çeker yada iter
• Farklı yükler birbirlerini çeker
• (+)==> <==(- )
• Benzer yükler birbirlerini iter
• <==(+) (+)==>

<==( -) ( -)==>

Nükleer yada Kuvvetli Güç

• Atomik çekirdekleri birarada tutar
• Proton ve nötronları birbirlerine yapıştırır
• Çok kısa bir etki mesafesine sahiptir
• Füzyon veya Fisyon ile olağanüstü bir enerjiyi üretebilir
• Nükleer enerji
• Atom bombası

E = mc²

• Einstein kütle ile enerji arasında bir ilişkinin bulunduğunu göstermiştir.
• 1000 kg'lık bir maddenin enerjiye dönüşmesi halinde
• => 9x10¹⁹ J
• = Amerika'nın bir yılda harcadığı toplam enerjiye eşittir!

Füzyon nedeniyle oluşan Enerji

• Hidrojenin Helyuma dönüşmesi sırasında kütlenin kaybolması nedeniyle açığa çıkan enerji (He, H atomlarından daha hafif olduğundan).
• 4 H -> He + 4.2 x 10^-12 J
• Kimyasal bir reaksiyon örneğinde ise
• 2H + O -> H₂O + 1.5 x 10^-19 J
• Füzyon, her reaksiyonda yaklaşık bir milyon kez daha fazla enerjiyi açığa çıkarmaktadır.

Zayıf Kuvvet

• Beliri parçacıkların radyoaktif bozunmaları sonucunda ortaya çıkarlar.

Unified Theories

• Grand Unified Theories (GUTs)
• Unify Nuclear, EM and Weak forces
• Theory of Everything (TOE)
• Unifies all 4 forces
• Hasn't been done yet

Işık

• Işık uzayda hareket eden elektromanyetik bir dalgadır..
• EM dalgalar (fotonlar):
• morötesi ışınım
• görünür ışık
• kırmızıötesi ışınım
• radyo dalgaları, vb...

parçalardan oluşurlar.

Işık

• Işık benzer iki noktanın (benzer iki tepe veya iki maksimum arasındaki gibi) birbirinden uzaklığı olarak belirlenen dalgaboyu ile karaktereize edilirler.

---

Frekans ve Dalgaboyu

• "c" ışığın hızı olsun (3x10⁸ m/s)
• Bu durumda

 

 

lamda x f = c yada f = c/lamda

dır ki burada f = ışınımın frekansı,
ve lamda = ışınımın dalgaboyu'dur.

"Frekans" nedir?

• Bir bot içerisinde otururken bir dalganın gelmesi halinde bot yukarı ve aşağı yönde dalganın miktarı kadar inip çıkacaktır.
• İşte bu bir dalganın frekansıdır.
• Benzer bir mantık ışık dalgaları içinde kullanılabilir.

Neden bu tür bir isimlendirme yapıldı?

• Uyumluluk (ve tarihsel)
• Farklı enerjilere sahip fotonlar gellikle farklı türden aletler yardımıyla algılanabilmektedir.
• gözümüz görsel ışığı algılayabilmektedir.
• radyolar radyo dalgalarını algılayabilmektedirler.

Işık ve Enerji

• Parçacıkların enerji taşıması gibi fotonlarda enerji taşırlar
• Herbir dalgaboyuna karşılık gelen bir enerji mevcuttur

• Uzun dalgaboyları daha az enerji taşırlar
• (Radyo dalgaları)
• Kısa dalgaboyları daha fazla enerji taşırlar
• (X-ışınları)
• Bu nedenle morötesi ışınlar güneş yanıklarına ve kansere yol açarlar.

Atmosferik Pencereler

• Atmosferimiz sadece belirli dalgaboylarının geçmesine izin verir.
• Görünür bölge: 3500 - 10000 A
• Radyo bölge: 1 mm - 100 m
• Bu nedenden dolayı astronomların gözlemevlerinin uzayda olmasını tercih etmelerinin nedenini teşkil eder.

Ozon Deliği

• Ozon, Güneş'ten gelen morötesi (UV) ışınlarını engellemektedir.
• Ozon katmanındaki bir bozulma sadece insanlar icin değil, aynı zamanda bitkiler ve hayvanlarıda etkileyecektir.
• Bir şansımız olabilirmi?