Işık maddelerde nasıl etkileşir?

Genel Kültür bölümünde yer alan bu konu deep tarafından paylaşıldı.

  1. deep

    deep Harbi Aktif Üye

    Işık maddelerde nasıl etkileşir?
    Işığın Madde ile Etkileşimi
    Işığın ikili kimliği onun hem bir dalga hem de bir parçacık olduğunu gosteriyor. Bunun en açık anlaşıldığı yer de fotoelektrik etkide bir elektronun bir fotonla etkileşmesi. Ancak durum kimya kitaplarında anlatıldığı kadar basit değil. Bizim fotoelektrik sorularımız, fotonun belli bir enerjiden önce elektrona çarpıp yansıdığı, belli bir enerjiyi aşınca da enerjisini tamamen elektrona aktararak fotoelektrik etkiye neden olduğunu söyler. Eğer ışığın enerjisi elektronu koparmaya yetip de artarsa kalan kısmını da elektronun kinetik enerjisi olarak aktarır. Peki fotonun enerjisi çok yüksek olursa elektronu inanılmaz hızlara mı ulaştıracak? Burada artan enerji bizi ya göreceli heaplara itecek ya da daha farklı etkiler gözleyeceğiz. Aşağıda ışık ile maddenin değişik etkileşme şekilleri listelenmiştir. Etkileşimi belirleyen şey ışığın enerjisidir.

    1. YANSIMA: Föton elektronu atomdan ayıracak enerjiye sahip değilse yansır.

    2. FOTOELEKTRİK ETKİ: Fakat sahipse elektrona tüm enerjisini aktarabilir.

    3. COMPTON ETKİSİ: Enerjisi biraz daha fazlaysa (genellikle) enerjisinin bir kısmını elektronu saptırmada harcar, kendi dalga boyunu da uzatır.

    4. ÇİFT ÜRETİMİ: Çok yüksek enerjili olduğu durumlarda en az 1.02 MeV güzargahında manyetik momentumu absorplayabilecek bir atom varsa foton elektrona ve pozitrona ayrışır.

    Durum bir ile iki arasındaki enerji sınırı çok keskindir. Sınırın tam altındaki frekanslarda yansır, üstündeki frekanslarda fotoelektrik etki olur. Ama ikinci durumdan üçüncü duruma ya da üçüncü durumdan dördüncü duruma geçiş enerjileri çok net değildir.

    Mesela karbon atomu için fotoelektrik biter, ondan sonra Compton başlar, o biter çift üretimi olur. Ama kurşun atomu için durum daha karmaşıktır. Bir frekansa ışığın bir kısmı enerjisinin tamamını elektrona verir, bir kısmı elektronu saptırır, bir kısmı da elektron ve pozitron verir. Uzun sözün kısası, hangi olayı gözlemleyeceğimiz, fotonun frekansına ve atomun cinsine göre degişir.