Kara cisim ışıması, herhangi bir cismin,
ısısına bağlı olarak salınan elektromanyetik
ışımadır. Elektromanyetik ışınım, oluşma
tarzına göre iki gruba ayrılır. Isıl (termal)
ışınım ve ısıl olmayan ışınım. Isıl ışınıma,
kara cisim ışıması da denilmektedir.
Evrendeki her cisim ya da parçacık, enerjisine ya
da diğer deyişle ısısına bağlı olarak belirli frekansta
elektromanyetik ışınım salar. Önceleri cismin ya da
parçacığın ısısına bağlı olarak salınan
elektromanyetik ışınımın frekansının sıfırdan
sonsuza kadar olabileceği düşünüldü.
Fakat deney sonuçları böyle değildi ve bu duruma
"mor ötesi katastrofu" denildi. Planck Kanunu ile bu
sorun çözüldü ve Planck'ın burada yaptığı "enerjinin
kuantum durumunun değişmesiyle salındığı"
önermesi, kuantum fiziğinin temelini attı.
      Oda sıcaklığındaki cisimler esas olarak kızılötesi
(enfra ruj) elektromanyetik ışınım yaparlar,
dolayısıyla insan gözü tarafından
algılanamaz. Daha yüksek ısılarda ise insan gözünün
algılayacağı frekanslarda ışınım yaparlar.
Fizik biliminde foton, elektromanyetik
alanın kuantumu, Işığın temel "birimi" ve
tüm elektromanyetik ışınların kalıbı olan temel
parçacıktır. Foton ayrıca Elektromanyetik
Kuvvet'in kuvvet taşıyıcısıdır.
     Bu kuvvetin etkileri hem mikroskobik
ölçülerde, hem de mikroskobik ölçülerde çok
rahat bir şekilde gözlemlenebilir.
Durgun kütlesi sıfırdır; ışık hızıyla gider;
etkileşimlere parçacık olarak girebilir ancak dalga
olarak yayılır; E=h x f, p=h/l ve E=p*c bağıntılarına
uyar; kütlesi sıfır olduğu halde, diğer parçacıklar gibi
kütle çekiminden bile etkilenir.
     E : enerji miktarı
      h =6.6 x 10(-34)       Js
      f : frekans
      Işık dalga özelliklerine de sahiptir. Etkileşimlere
parçacık olarak girebilir ancak dalga olarak yayılır.
Elektron volt (sembolü eV)
bir enerji birimidir. Bir
elektronun, boşlukta, bir voltluk elektrostatik
potansiyel farkı kat ederek kazandığı kinetik
enerji miktarıdır. Diğer bir deyişle, 1 volt
çarpı elektronun yüküne eşittir.
     Kimyada, 1 mol kadar elektronun
(6.02214179×1023) 1 voltluk bir potansiyel
farkından geçişinde meydana gelen kinetik enerji
olan molar eşdeğerini kullanmak daha
kullanışlıdır. Bu da, 96.48534 kJ/mol'dür.
Kütle-Enerji denkliği yasasına göre aynı
zamanda kütle değerleri için de kullanılır.
Mesela proton'un ağırlığı yaklaşık 1 GeV'dir.
      Oldukça küçük bir enerji birimidir:
      1 eV = 1.602 176 53(14)×10−19 J. (veya yaklaşık
0.160 aJ) Katı hal fiziği ve Atom fiziğinde sıkça
kullanılır. SI standart birimlerinden olmadığı halde
kilo, mega, giga gibi standart SI öneklerini alır.
      1 eV = 96,4853 kj/mol
      1 keV = 1 kiloelektronvolt = 103 eV
      1 MeV = 1 megaelektronvolt = 106 eV
      1 GeV = 1 gigaelektronvolt = 109 eV
      1 TeV = 1 terraelektronvolt = 1012 eV
Işığın tanecik özelliklerindendir.
Metal yüzeyine gelen ışık elektron koparır.

Fotoelektrik olay klasik fizik ile açıklanamaz.
 Gelen ışığın frekansı arttıkça kopan elektronların kinetik enerjisi artar; elektronların
 kinetik enerjisi ışığın şiddetine bağlı değildir.
 Gelen ışığın frekansı belirli bir eşik değerin ( o ) altında ise elektron
 koparamaz, elektronların kopması ışığın şiddetine bağlı değildir.
 Gelen ışığın şiddeti arttıkça kopan elektron sayısı artar, kinetik enerjisi değişmez.
            E=E0+Ek                             h =h      0   +1/2 mV2 Ek=h( -   0   )
                                          e- ların kinetik enerjisi
                         İş fonksiyonu
 Gelen ışık enerjisi          veya
                          eşik enerjisi
Bir foton yüzeye çarptığı zaman enerji­sini
yüzeyin bir tek elektronuna verir ve kendisi kaybolur.
Fotonun enerjisinin bir kısmı elektronu sökmek için
diğer kalan kısmı ise elekt­rona kinetik enerji
kazandırmak için aktarılır. Fotoelektronların
yü-zeyden sökülmesi için gerekli en küçük enerjiye
bağlanma enerjisi ve eşik enerjisi adı verilir. Bir
fotonun enerjisi bağlanma enerjisinden (Eb) az olursa
yüzeyden elektron sökemez. örneğin; fotonun enerjisi
5eV, bağlanma enerjisi 6eV ise yüzeyden elektron
sökülemez. Fotonun enerjisi 5eV, bağlanma enerjisi
3eV ise fotoelektronların kinetik enerjisi
     5eV - 3eV = 2eV olur.
Bilim adamı Planck'a göre ışık
kaynaklarından kuantum veya fo­ton adı verilen
tanecikler salınır. Bu tanecikler birer enerji paketleri
şeklinde olduğunu Enstein daha da geliştirerek
fotoelektrik olayını açık­ladı.
      Planck'a göre bir ışık kuantumunun enerjisi
E = h.f bağıntısı ile bulunur.
Kesme potansiyel farkı yardımıyla farklı
renkte ışıklar kullanarak fotosel yüzeyden çıkan
fotoelektronların maksimum kinetik enerjileri
ölçülür.

                      Plank sabiti verir.
Havası boşaltılmış ve içinde
FOTOELEKTRİK   alkali metal bulunduran tüpe
AKIMI          şiddetli bir ışık gönderildiğinde
               devreden çok küçük bir akım
               geçer. Alkali metal levhaya
               şiddetli bir ışık
               düşürüldüğünde, metal levhadan
               elektronlar sökülür ve bu
               elektronlardan yeterli kinetik
               enerjiye sahip olanlar devreyi
               dolaşarak akımın oluşmasını
               sağlarlar. Bu akıma fotoelektrik
               akım denir. o Metal levhadan
               elektron sökülünce levha (+) yükle
               yüklenir. o Alkali metaller:
               Sodyum, potasyum, lityum, Sezyu
               m, Bakır vs…
Fotoselin levhaları arasına ters bir üreteç bağlandığında
levhalar arasında elektriksel alan meydana gelir. Elektriksel alan
içinde hareket eden yüklü cisme bir kuvvet etki edeceği için katottan
kopan elektronlar anot yüzeyine doğru yavaşlar. Bu durumda kopan
elektronlar yavaşlar hatta elektronların anot yüzeyine ulaşması
engellenebilir. Katot yüzeyinden kopan elek-tronları durdurup akım
geçmesini engelleyen gerilim değerine kesme potansiyeli denir. Not:
Kesme potansiyeli gelen fotonun enerjisi ile doru orantılıdır.
       Kesme gerilimi şöyle hesaplanır:
Efoton= E0 + Ek
Eanot = Ek - e.V Ef = Gelen fotonun enerjisi
E0= Eşik enerjisi
EK= Kopan elektronların kinetik enerjisi
Eanot= Elektronların anot yüzeyine ulaşma enerjisi
Vkesme = Üreteç gerilimi
 0 = Ek - e.Vk e.Vk = Ek e.Vk =Vdoyma İmax Vkesme
1922'de Amerikalı fizikçi A.
Compton,X ışınları üzerine yaptığı
incelemelerde; E=hϰ enerjili
fotonların serbest elektronlara
çarptırılmasıyla bu ışınların
elektronlarla etkileştiğini
gözlemledi.
                                     Arthur Co
       Bununla da kalmayarak,                mpton
   çarpışmadan sonra açığa çıkan     1892-1962
   ışının frekansının daha küçük
         olduğunu tespit etti .
e
 Gelen foton
                                            α
                        e
                                                β
E f λ P

     Çarpışmadan önce
                                                            E f λ P



                                        Çarpışmadan sonra


  Compton olayı: yüksek enerjili bir x ışını fotonunun karbon
 atomunun serbest elektronuna çarparak onu bir doğrultuda
 fırlatırken kendisinin de bir doğrultuda saçılması olayıdır.

Modern Fizik

  • 2.
    Kara cisim ışıması,herhangi bir cismin, ısısına bağlı olarak salınan elektromanyetik ışımadır. Elektromanyetik ışınım, oluşma tarzına göre iki gruba ayrılır. Isıl (termal) ışınım ve ısıl olmayan ışınım. Isıl ışınıma, kara cisim ışıması da denilmektedir.
  • 3.
    Evrendeki her cisimya da parçacık, enerjisine ya da diğer deyişle ısısına bağlı olarak belirli frekansta elektromanyetik ışınım salar. Önceleri cismin ya da parçacığın ısısına bağlı olarak salınan elektromanyetik ışınımın frekansının sıfırdan sonsuza kadar olabileceği düşünüldü. Fakat deney sonuçları böyle değildi ve bu duruma "mor ötesi katastrofu" denildi. Planck Kanunu ile bu sorun çözüldü ve Planck'ın burada yaptığı "enerjinin kuantum durumunun değişmesiyle salındığı" önermesi, kuantum fiziğinin temelini attı. Oda sıcaklığındaki cisimler esas olarak kızılötesi (enfra ruj) elektromanyetik ışınım yaparlar, dolayısıyla insan gözü tarafından algılanamaz. Daha yüksek ısılarda ise insan gözünün algılayacağı frekanslarda ışınım yaparlar.
  • 4.
    Fizik biliminde foton,elektromanyetik alanın kuantumu, Işığın temel "birimi" ve tüm elektromanyetik ışınların kalıbı olan temel parçacıktır. Foton ayrıca Elektromanyetik Kuvvet'in kuvvet taşıyıcısıdır. Bu kuvvetin etkileri hem mikroskobik ölçülerde, hem de mikroskobik ölçülerde çok rahat bir şekilde gözlemlenebilir.
  • 5.
    Durgun kütlesi sıfırdır;ışık hızıyla gider; etkileşimlere parçacık olarak girebilir ancak dalga olarak yayılır; E=h x f, p=h/l ve E=p*c bağıntılarına uyar; kütlesi sıfır olduğu halde, diğer parçacıklar gibi kütle çekiminden bile etkilenir. E : enerji miktarı h =6.6 x 10(-34) Js f : frekans Işık dalga özelliklerine de sahiptir. Etkileşimlere parçacık olarak girebilir ancak dalga olarak yayılır.
  • 6.
    Elektron volt (sembolüeV) bir enerji birimidir. Bir elektronun, boşlukta, bir voltluk elektrostatik potansiyel farkı kat ederek kazandığı kinetik enerji miktarıdır. Diğer bir deyişle, 1 volt çarpı elektronun yüküne eşittir. Kimyada, 1 mol kadar elektronun (6.02214179×1023) 1 voltluk bir potansiyel farkından geçişinde meydana gelen kinetik enerji olan molar eşdeğerini kullanmak daha kullanışlıdır. Bu da, 96.48534 kJ/mol'dür.
  • 7.
    Kütle-Enerji denkliği yasasınagöre aynı zamanda kütle değerleri için de kullanılır. Mesela proton'un ağırlığı yaklaşık 1 GeV'dir. Oldukça küçük bir enerji birimidir: 1 eV = 1.602 176 53(14)×10−19 J. (veya yaklaşık 0.160 aJ) Katı hal fiziği ve Atom fiziğinde sıkça kullanılır. SI standart birimlerinden olmadığı halde kilo, mega, giga gibi standart SI öneklerini alır. 1 eV = 96,4853 kj/mol 1 keV = 1 kiloelektronvolt = 103 eV 1 MeV = 1 megaelektronvolt = 106 eV 1 GeV = 1 gigaelektronvolt = 109 eV 1 TeV = 1 terraelektronvolt = 1012 eV
  • 8.
    Işığın tanecik özelliklerindendir. Metalyüzeyine gelen ışık elektron koparır. Fotoelektrik olay klasik fizik ile açıklanamaz. Gelen ışığın frekansı arttıkça kopan elektronların kinetik enerjisi artar; elektronların kinetik enerjisi ışığın şiddetine bağlı değildir. Gelen ışığın frekansı belirli bir eşik değerin ( o ) altında ise elektron koparamaz, elektronların kopması ışığın şiddetine bağlı değildir. Gelen ışığın şiddeti arttıkça kopan elektron sayısı artar, kinetik enerjisi değişmez. E=E0+Ek h =h 0 +1/2 mV2 Ek=h( - 0 ) e- ların kinetik enerjisi İş fonksiyonu Gelen ışık enerjisi veya eşik enerjisi
  • 9.
    Bir foton yüzeyeçarptığı zaman enerji­sini yüzeyin bir tek elektronuna verir ve kendisi kaybolur. Fotonun enerjisinin bir kısmı elektronu sökmek için diğer kalan kısmı ise elekt­rona kinetik enerji kazandırmak için aktarılır. Fotoelektronların yü-zeyden sökülmesi için gerekli en küçük enerjiye bağlanma enerjisi ve eşik enerjisi adı verilir. Bir fotonun enerjisi bağlanma enerjisinden (Eb) az olursa yüzeyden elektron sökemez. örneğin; fotonun enerjisi 5eV, bağlanma enerjisi 6eV ise yüzeyden elektron sökülemez. Fotonun enerjisi 5eV, bağlanma enerjisi 3eV ise fotoelektronların kinetik enerjisi 5eV - 3eV = 2eV olur.
  • 10.
    Bilim adamı Planck'agöre ışık kaynaklarından kuantum veya fo­ton adı verilen tanecikler salınır. Bu tanecikler birer enerji paketleri şeklinde olduğunu Enstein daha da geliştirerek fotoelektrik olayını açık­ladı. Planck'a göre bir ışık kuantumunun enerjisi E = h.f bağıntısı ile bulunur.
  • 11.
    Kesme potansiyel farkıyardımıyla farklı renkte ışıklar kullanarak fotosel yüzeyden çıkan fotoelektronların maksimum kinetik enerjileri ölçülür. Plank sabiti verir.
  • 12.
    Havası boşaltılmış veiçinde FOTOELEKTRİK alkali metal bulunduran tüpe AKIMI şiddetli bir ışık gönderildiğinde devreden çok küçük bir akım geçer. Alkali metal levhaya şiddetli bir ışık düşürüldüğünde, metal levhadan elektronlar sökülür ve bu elektronlardan yeterli kinetik enerjiye sahip olanlar devreyi dolaşarak akımın oluşmasını sağlarlar. Bu akıma fotoelektrik akım denir. o Metal levhadan elektron sökülünce levha (+) yükle yüklenir. o Alkali metaller: Sodyum, potasyum, lityum, Sezyu m, Bakır vs…
  • 13.
    Fotoselin levhaları arasınaters bir üreteç bağlandığında levhalar arasında elektriksel alan meydana gelir. Elektriksel alan içinde hareket eden yüklü cisme bir kuvvet etki edeceği için katottan kopan elektronlar anot yüzeyine doğru yavaşlar. Bu durumda kopan elektronlar yavaşlar hatta elektronların anot yüzeyine ulaşması engellenebilir. Katot yüzeyinden kopan elek-tronları durdurup akım geçmesini engelleyen gerilim değerine kesme potansiyeli denir. Not: Kesme potansiyeli gelen fotonun enerjisi ile doru orantılıdır. Kesme gerilimi şöyle hesaplanır: Efoton= E0 + Ek Eanot = Ek - e.V Ef = Gelen fotonun enerjisi E0= Eşik enerjisi EK= Kopan elektronların kinetik enerjisi Eanot= Elektronların anot yüzeyine ulaşma enerjisi Vkesme = Üreteç gerilimi 0 = Ek - e.Vk e.Vk = Ek e.Vk =Vdoyma İmax Vkesme
  • 14.
    1922'de Amerikalı fizikçiA. Compton,X ışınları üzerine yaptığı incelemelerde; E=hϰ enerjili fotonların serbest elektronlara çarptırılmasıyla bu ışınların elektronlarla etkileştiğini gözlemledi. Arthur Co Bununla da kalmayarak, mpton çarpışmadan sonra açığa çıkan 1892-1962 ışının frekansının daha küçük olduğunu tespit etti .
  • 15.
    e Gelen foton α e β E f λ P Çarpışmadan önce E f λ P Çarpışmadan sonra Compton olayı: yüksek enerjili bir x ışını fotonunun karbon atomunun serbest elektronuna çarparak onu bir doğrultuda fırlatırken kendisinin de bir doğrultuda saçılması olayıdır.