Skip to content
Bulunduğunuz yer: ana arrow üniversite arrow Kuantum mekaniği arrow karacisim ışıması


bilimge




karacisim ışıması PDF Yazdır E-posta
Yazar fizik   
Cumartesi, 24 Şubat 2007


«Kara cisim» diye üzerine çarpan her radyasyonu soğuran ( = ab-sorplayan) cisme denir. Böyle bir cisim, meselâ Şekil: III.l deki gibi ci­darları belirli bir T sıcaklığında olan kapalı bir kapla temsil edilebilir. Bu­nun cidarlarında açılacak küçük bir delikten dışarı çıkacak radyasyonu analiz etmek suretiyle «kara cisim»in radyasyonu hakkında bilgi edinmek kaabil olur.

 


Kara cismin boşluğundaki radyasyon enerjisinin u(\) yoğunluğunu hesaplamak ve teorik sonuçları deneyle karşılaştırmak 19. yüzyılın son çeyreğinde fizikçileri oyalamış olan bir konudur. Bu hususta ilk ilgi çeki­ci sonuçlar, KlRCHHOFF tarafından elde edilmiş olup bunlar

1)       Kara cismin termodinamik dengede olduğu, yâni soğurulan rad­yasyonun yayınlanan rasyasyon mikdarına eşit  olduğunu,

2)       Kara cismin yayınladığı radyasyonun spektrumunun, yâni rad­yasyon enerjisinin X dalga boyuna göre veya v frekansına göre dağılımı­nın cismin ne şekline ve ne de yapı maddesine bağlı olmayıp sâdece cidar­ların T sıcaklığına tabî olduğunu ifâde etmektedirler.


Bundan sonra WÎEN termodinamik mülâhazalarla kara cismin u(X) radyasyon enerjisi yoğunluğunun yâni ışıma gücünmı

şeklinde olduğunu ispatlamıştır.

Daha sonra da STEPHAN kara cismin toplam radyasyon enerjisi için

bağıntısını bulmuştur. Bu, toplam radyasyon enerjisinin cidarların sıcak­lığının 4. kuvvetiyle orantılı olduğunu ifâde etmektedir.  ise değeri denel olarak tesbit edilmiş olan STEPHAN - BOLTZMANN sabitidir:

«(X) yi açık bir şekilde elde etmek için radyasyonun nasıl meydana geldiği hususunda uygun bir model seçmek gerekir. Bunun için kara cis­min cidarlarının, her biri nokta büyüklüğünde elektrik yüklerinden iba­ret olan ve denge durumundan ayrıldığınagibi bir çekim kuvve­tiyle lineer bir yörünge üzerinde doğrusal sinüsoydal titreşimler yapan osi-lâtörlerden ibaret olduğu farz olunur. Her osilâtör kendine has bir hare­ket peryoduyla titreştiği için cidarlarda mümkün bütün peryotları haiz osilâ törlerin bulunduğu kabul edilir. Bir osilâtöre çarpan elektromagne-tik bir dalga, osilâtörü harekete geçirdiği gibi hareket hâlindeki bir osi­lâtör de kendi frekansına eşit frekanslı monokramatik bir elektromag-netik dalga yayınlar. Kara cismin yayınladığı radyasyon, böylelikle, osi-lâtörlerin öz titreşimlerinin doğurduğu radyasyonların biribirlerinin üzer­lerine binmesinden (süperpozisyonundan) ibaret olur.

Bunun gibi bir model fizikte daima bir kılavuz rolü oynar. Böyle bir modele dayanarak yapılan hesapların sonucu deneyle uygun düşüyorsa, bu takdirde seçilmiş olan modelin gerçeğin ifâdesi ve tasviri bakımından iyi seçilmiş, başarılı bir model olduğu söylenir. Yok eğer modele dayana­rak yapılan incelemenin sonuçları deneyle uyuşmuyorsa modeli bütün bü­tün atıp da yerine bir yenisini koyarak onu da aynı şekilde teste tabî tut­madan önce bu modelin başarısızlığının muhtemel gözüken sebepleri üze­rinde durulur. Modelin temelindeki varsayımlar teker teker gözden geçi­rilir. Gerekirse önce bunlar tâdil edilerek başarı elde edilip edilmeyeceği araştırılır. Bu da fayda etmeyince o zaman tamamen yeni bir model seçilir.

Eğer seçilmiş olan bir modele göre yapılan hesapların sonuçları de-


neyle uyuşmuyorlarsa bu model kendi yetersizliğini gösterecek, yâni bu modelin öngörmediği veya izah edemediği, bir olayın ortaya çıkmasına ka­dar geçerli kalır. Pekçok olayı izah edebildikten sonra yeni zuhur eden bir olayı izahtan âciz kalan bir model de genellikle kendisini bir özel hâl olarak kabul edecek olan daha evrimleşmiş bir modelle değiştirilir.

Kara cismin radyasyonu için vaz edilmiş olan osilâtörler modeli de açık veya zımnî bir çok varsayım üzerine kurulmuş bir model olmak ha­sebiyle ancak, bunun verdiği neticeler deneyle uygun düştükleri müddet­çe geçerli bir model olabilecektir.

Termik dengenin geçerli olduğu hâllerde enerjisi E ile E + dE arasın­da bulunan bir osilâtörün T sıcaklığında uyp.rtılması ihtimâlinin




 


ile orantılı olduğu gösterilir. Burada fc = l,38 • İO"23 Joule/°K dir. Bu tak-iirde cidarları termik dengede bulunan bir kara cisim için aynı bir v fre­kansını haİ7 rasyasyon neşreden osilâtörlerin ortalama enerjisi


dir. Bu ise klâsik «enerjinin eşdağilım ilkesi»nden başka bir şey değildir. Burada dikkat edilecek olan husus bu ortalamayı alırken E nin sürekli bir değişken olarak kabul edilip integral işaretinin kullanılmış olmasıdır.

Burada hareketle, kara cismin birim hacım başına neşrettiği X dalga boyunu haiz ışıma gücünün


gibi saçma bir netice bulunur.


olduğu bulunur. Fakat bu ifâdenin tatminkâr bir ifâde teşkil etmediği aşi­kârdır. Bir kere WÎEN kanununu sağlamamaktadır, ikincisi (III.5) den itibaren toplam radvasvon enerjisini hesaplarsak


Teori ile deneyin uyuşmazlığına çâre bulmak üzere, 1900 de MAX PLANCK, teorinin dayandığı modelden büsbütün vazgeçmeden Önce, mo­deldeki temel varsayımlardan birini tâdil etmenin belki de beklenen neti­ceyi verebileceğini düşünerek (III.3) formülünde zımnen kabul etmiş ol­duğumuz gibi enerjinin sürekli değişmesi yerine, yâni osilâtörün sürekli bir şekilde enerji soğurması (absorplaması) ve sürekli bir şekilde enerji yayınlaması yerine, enerjinin süreksiz yâni kesikli ve ancak e gibi çok kü­çük bir değerin (bir enerji kuvantumunun) tam katları şeklinde soğuru-lup yayınlanabildiğim kabul etmiştir.

Bu varsayıma göre (III.3) formülünde, sürekli bir değişken üzerin­den toplama delâlet eden integral yerine teke tek (yâni süreksiz) değer­ler alan bir değişken üzerinden toplama delâlet eden toplam işareti koy­mak lâzımdır. Bu takdirde




 



 


 
< Önceki   Sonraki >



Giriş

Syndicate

Spot reklam

kimya geometri siteniz bilgisayar dergisi Bu alana reklam ver Bu alana reklam ver Bu alana reklam ver Bu alana reklam ver Your ad here Bu alana reklam ver Bu alana reklam ver flash science bilim siteniz öss hazırlık siteniz

Online kullanıcılar

Üye Bağlı Değil

Workflows

Blogta son 5

  • Termal ve Mekanik En ...
    Termal ve
    Mekanik Enerji
    Enerjinin pek
    çok
    çeşidini,
    kolayca ve doğrudan
    termal enerji ve
    mekanik ... by fizik
  • Transistörler
        
    Transistörler
    pek çok
    elektronik devrede
    gerekli bir işlem
    olan sinyal
    yükselt ... by fizik
  • potansiyel enerji
    Korunumlu
    kuvvetlerin
    bulunduğu bîr
    ortamdaki bir cisim,
    bulunduğu
    yer dolayısıyle bîr
    iş yapına
    yeteneğine, yani bir
    e ... by fizik
  • Tersinir ve tersinme ...
    Tersinir ve
    tersinmez ısı
    iletimiSıcaklığı
    100C olan 2500 mol
    sudan sıcaklığı C
    olan buza 
    termik denge
    kurulana de ... by fizik
  • Aynalar
    Ayna üzerine
    düşen bir ışık
    demeti yine bir
    demet olarak
    yansır.Düzlem
    aynanın parlak
    yüzeyi sırlanm ... by fizik

Son yorumlar

    Kimler Sitede

    Şuanda 28 misafir bağlı