ALMAN BİLİM ADAMI WİEN VE IŞINIM YASASI:  

 

1900 Yılına girerken, Alman Ağırlıklar ve Ölçüler Enstitüsü, yeni üretilecek elektrik lambaları için bir ölçek arayışına girer. Cisimlerin ”Işıma Yasası”na ilişkin çalışmalarıyla, 1911 de Nobel Fizik ödülünü kazanan Würzburg Üniversitesinde Profesör fizikçi W. Wien’den bir “kara cisim”in sıcaklığıyla, onun yaydığı ışınlar arasındaki bağıntıyı belirlemesini istedi.

Önceki yazılarımızdan da bilindiği gibi, ısıtılan cisimler ışıma yapar. Sözgelimi bir demir parçası morötesi ışınları yaymadan önce İlkin kızaracak, sonra akkor hale gelecektir. Bu oluşumda, cismin yaydığı ışınlar, kırmızıdan mora kayacaktır. Cismin sıcaklığı arttıkça; ışınımın frekansı artar, dalga boyu azalır.

 Wien; ışınımın dalga boyu ile cismin mutlak sıcaklığı çarpımının sabit olduğunu bulmuş ve bulunan sabit sayıya” Wien sabiti”, bulunan matematiksel eşitliğe de ”Wien Yasası” denmişti.

 1860’lı yıllarda,üzerine düşen ışınım enerjisinin tümünü soğuran ve yüksek sıcaklıklarda yeniden salan maddeler ‘kara cisim’ olarak adlandırılmıştı.1890’lı yıllarda kara cismin saldığı ışınımın tayftaki dağılımını,yani belirli bir sıcaklıkta,salınan enerjinin ne kadarının hangi frekansta olduğunu gösteren eğrinin deneysel ve kuramsal olarak belirlenmesine yönelik çabalar sürdürülüyordu.

 Kara cisimlerin, yüksek sıcaklıklarda yaydığı ışınımın frekansına dayanarak, Güneş ve Güneş gibi yıldızların yüzey sıcaklıklarının belirlenmesi sağlanabilmiştir. Sözgelimi, Güneş’ten yayılan ışığın şiddeti ve frekansı, 6 000 derece santigrattaki kara cisimden yayılan ışığın şiddeti ve frekansıyla, neredeyse, aynıdır.

 Doğada gerçek bir Kara Cisim bulmak kolay değildi. Ama Alman Fizik Profesörü Wien, Kara Cisime çok benzeyen bir aygıt geliştirdi ve Işıma Yasası ya da Wien Yasası’nı oluşturacak çalışmalarını sürdürdü. Elde ettiği sonuçları açıklayabilmek için matematiksel bir formül geliştirdi.

 Ancak bu formül; yüksek frekanslı ışınımı açıkladığında, düşük frekanslı ışınımlar için geçerli olmuyordu. Tersine, düşük frekanslar için geçerli olanı, yüksek frekanslarda kullanılamıyordu. Başka bir söylemle, olayları yorumlamak için, Wien’in elinde iki matematiksel formül bulunuyordu.

 

MAX PLANCK VE KUANTUM FİZİĞİ:

Kara Cisim Işınımı konusuyla çok yakından ilgilenen ve bu konuda deneyler yapan Max Plank; Wien tarafından oluşturulan ve eldeki verileri yarı yarıya açıklayabilen iki denklemden, tek bir matematiksel denklemi çıkaran parlak bir zeka ve kurgu yeteneğine sahipti.

1892 yılında Berlin Üniversitesi’nde kuramsal fizik profesörü olan Plank, Einstein gibi, hayali düşünce deneyleri ve kuramsal çalışmalarıyla da ünlüydü. Bu yetenekleri sayesinde, olaylar üzerinde yaptığı tahminler matematiksel eşitliklere dönüşüyor ve sonrasında fizik yasaları haline geliyordu.

 Max Planck, Wien’in denklemleri üzerinde yakından ilgilenmiş birisi olarak, parlak zekasını kullandı ve bir ”tahmin” de bulundu. Matematiksel eşitliğe ya da formüle dönüştürdü. Ancak, tahminle oluşturduğu denkleminin yeterli olamayacağını, başka bilim adamlarını da ikna edebilmek için, sağlam bir temele dayanan bir kuramın geliştirilmesi gerektiğini de biliyordu.

Doğru ve tutarlı bir denkleme ulaşabilmek için, mükemmel bir kuramda; kara cisimdeki ışınımların sürekli dalgalar halinde değil, küçük ”enerji Paketleri” halinde soğurulup, yayımlandığını kabul etmek gerekiyordu.Sözünü ettiği Işık Enerjisi Paketlerine ”Kuanta” adını verdi ki daha sonraları ”foton” adını aldı.

 

Max Planck’a göre; fotonların enerjilerinin frekanslarına oranı sabit olmalıdır. Bu sabit orana Planck Sabiti ya da Kuantum sabiti denir. Büyüklüğü 

                                        dir. 

Evrensel sabitlerden biri olan Planc sabiti fiziksel olayların alt sınırını belirler. Üst sınırın ışık hızıyla belirlendiğini daha önce görmüştük.Işığın hızına erişilemediği gibi, günümüzün fizik yasalarına göre, Planck sabitinin altına da  inilemez .Doğanın yasaklamaları nedeniyle; insan oğlu ve doğayı tanımaya çalışan bilim adamlarının çalışma alanları bu iki sınır arasındadır.Belki, günün birinde, herşeyin yasası bulunur da evrenin sırları çözülür.

5,825 total views, 2 views today

Share