SULise Yaz Okulu2.Ders,biraz(baya)fizik

DalgalarElektromanyetik Dalgalar

Kuantum mekaniğiTayf

Karacisim ışıması

Dalga Nedir• Enerji taşıyan bir değişimin bir yöne doğrutaşınmasına dalga denir.Dalga elastikdeformasyon,elektrik ya da manyetik alanbüyüklüğü,potansiyel vs olabilir.

Dalga ortamdaki maddeyi dalgayönünde hareket ettirmez!

Boyuna dalga (longitudinalwave)

Enine dalga (transversewave)

Dalgalar...Temel özellikler

• Periyot (T):Birtepeden sonrakitepeye ulaşıncayakadar geçen zaman(s)

• Dalga boyu (λ):İkitepe arasındakimesafe

• Frekans (f):Birimzamanda birnoktadan geçentepe sayısı (1/s,Hz)birimzamandakisalınımsayısı.

• f =1/T• λ =v T,v:faz hızı http://www.acs.psu.edu/drussell/demos.html

Electromanyetik Dalgalar

http://math.ucr.edu/~jdp/Relativity/EM_Propagation.html

v =c!

EMdalgalarıbir ortamaihtiyaçduymadanhareketedebilirler!

Elektrik alan,manyetik alanve dalganınyönübirbirlerinediktir.

Elektromanyetik tayfenerji frekans arttıkça (dalgaboyu kısaldıkça)artar...

Televizyoncep telefonu

MikrodalgaRadar

Termalkamera

RontgenGrafi

PastorizasyonPETTaraması

Akvaryumtemizleme

Klasik Atomve Sorunları• Klasik atom:Artı yüklü protonve eksi yüklüelektronlardan oluşur.

ThomsonÜzümlü KekModeli:

https://phet.colorado.edu/sims/html/rutherford-scattering/latest/rutherford-scattering_en.htmlhttp://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/rutherford/

Yeni klasik atomve sorunları• Rutherfordmodel:Neredeyse Güneşsistemi,ama– Güneş sistemi ya da benzer sistemlerdegezegenler istedikleri yörüngeyeoturabilirler,ama tüm atomlar Angstromcivarı büyüklüğe sahip!

– İstedikleri negatif toplam enerjiye sahipolabilirler,ama atomları ancak bellienerji seviyelerinde uyarabiliyoruz!

• Ama enönemlisi ivmelenen yüklüparçacıklar ışıma yaparak enerjikaybederler!

Çözüm:KuantumMekaniği

• Elektron hemparçacık hemdalgadır!λ =h/pp:mv,momentum

h,Plancksabiti:6.63x10-34 kgm2/s• EMdalga da aynı zamanda parçacıktır.Elektromanyetikenerjipaketlerinefotondenir.

• Foton enerjisi,E=hf,orE=hc/λ

KuantumMekaniği

• Elektronların açısalmomentumu Plancksabitinin katlarıolabilir L=nh/2π

n:tamsayıEnerjileri debelirlidir.

Elektronlar,deneylerle uyumlu olaraksadece belliyörüngeler ve bellienerjilerde olabilirler.

En =-13.6eV/n2n tamsayı,eV =1.6x 10-19J

Hidrojen atomunda ışıma• Problem:Hidrojen atomunda n=4enerjiseviyesinden n=2enerji seviyesine geçen birelektronun yapacağı ışımanın dalgaboyu nedir?

• E=-13.6(1/nf2 – 1/ni2)=-13.6(1/4– 1/16)=2.55eV2.55eV =2.55*1.6x10-19J=hc/λ=6.63x10-34 x3x108 /λλ ~6.06x10-7 m=606nm

http://highered.mcgraw-hill.com/sites/007299181x/student_view0/chapter16/bohr_atom_interactive.html#

Renklervetayf

Dalgaboyuaralığınakarşılıkoaralıktakiparlaklığıçizdirdiğimizdetayfeldeederiz.

Tayfbizefizikseletkileşimleri,hızı,elementbolluklarını,sıcaklığı,aradakimaddemiktarınıverir.

https://www.youtube.com/watch?v=hLFcf58qD4w

Süreklilik,kara cisim,yıldızlarınrenkleri

http://phet.colorado.edu/sims/blackbody-spectrum/blackbody-spectrum_en.htmlhttp://astro.unl.edu/classaction/animations/light/meltednail.html

sıcaklık,elementlerin miktarı (bolluğu),atmosferdeki maddelerin hızları

Tayf Çizgileri

Değişik Elementler,Değişik RenklerKriminal Laboratuvarlar

https://www.youtube.com/watch?v=jJvS4uc4TbU

QUIZ• Ayıldızı2,500Kyüzeysıcaklığınasahiptir.Bizehangirenktegözükür?

• Byıldızı18,000Kyüzeysıcaklığınasahiptir.Bizehangirenktegözükür?

çözümNot:Büyük kütleli yıldızlar daha sıcak olur,daha kısa ömürleri vardır (10milyon yıl)küçük kütleli yıldızlar daha soğuk olur,milyarlarca yıl yakıtları yeter.

ANKET

• ANKET– Dersinişlenişhızıuygunmu?– Derskonularısiziniçinağırmı?– Diğeröneriler: