AYDINLIK CISIMLER: ÖZELLIKLERI VE KENDI IŞIĞINI NASIL ÜRETTIKLERI - FIZIKSEL - 2025

Aydınlık bir beden , kendi ışığını yayan herhangi bir doğal veya doğal olmayan nesne olarak adlandırılır , bu, elektromanyetik spektrumun insan gözüyle görülebilen kısmıdır. Aydınlık bir nesnenin tersi, ışıksız olandır.

Aydınlık olmayan nesneler, ışıklı nesnelerin yaydığı ışıkla aydınlatıldığı için görülebilir. Aydınlık olmayan cisimler, her zaman bu durumda olmasalar da, ışıklı cisimler olarak da adlandırılır.

Güneş, gökyüzünü ve denizi aydınlatan ışıltılı bir beden. Kaynak: Pixabay

Işıklı nesneler, yaydıkları için birincil ışık kaynakları iken, ışıksız nesneler ikincil ışık kaynaklarıdır çünkü birincisi tarafından üretilenleri yansıtırlar.

Aydınlık ve aydınlık olmayan cisimlere örnekler

Aydınlık nesneler

Doğada ışık yayabilen nesneler vardır. Bunlar şunları içerir:

- Güneş.

- Yıldızlar.

- Ateşböcekleri ve diğerleri gibi ışıldayan böcekler.

- Işınlar.

- Aurora borealis veya kuzey ışıkları.

Aşağıdakiler insan yapımı ışıklı nesnelerdir:

- Akkor lambalar veya ampuller.

- Mum alevi.

- Floresan lambalar.

- LED ışıklar.

- Bir cep telefonunun ekranı.

Aydınlık olmayan nesneler

Doğada kendi başına ışık yaymayan, ancak aydınlatılabilen birçok nesne vardır:

- Güneş ışığını yansıtan Ay.

- Güneş ışığını da yansıtan gezegenler ve uyduları.

- Ağaçlar, dağlar, hayvanlar gökyüzünün ve Güneş'in ışığını yansıtır.

- Mavi gökyüzü ve bulutlar. Güneş ışığının saçılması nedeniyle görülebilirler.

Gecelerimizi aydınlatan yapay ışıklı vücut ampulü. Kaynak: Pixabay

Aydınlık cisimlerin özellikleri ve ışığı

Aydınlık cisimlerin temel özelliği, onları görebildiğimiz ışığın nesnenin kendisi tarafından üretilmesidir.

İster doğal ister yapay olsun, ışıklı cisimlerin yaydığı ışık sayesinde insanları ve nesneleri görebiliriz. Ve ayrıca doğa bize görme organları bahşettiği için.

Aydınlık cisimlerin yokluğunda bizi çevreleyen her şeyi görmek imkansızdır. Daha önce tamamen karanlığı deneyimlediyseniz, o zaman parlak bedenlerin önemini biliyorsunuzdur.

Yani, ışık olmadan vizyon olmaz. İnsan ve hayvan görüşü, ışıldayan cisimler tarafından yayılan ışık ile ışıksız cisimler tarafından yansıtılan ışığın, gözdeki ışık algılayıcılarımızla ve görüntünün nihayet inşa edilip yorumlandığı beynimiz ile etkileşimidir.

Görme mümkündür çünkü nesneler tarafından yayılan veya yansıtılan ışık uzayda hareket eder ve gözlerimize ulaşır.

fotonlar

Foton, ışık saçan bir cismin yayabileceği en küçük ışık miktarıdır. Fotonlar, parlak cisimlerin atomları tarafından yayılır ve parlak olmayanlar tarafından yansıtılır veya saçılır.

Görme ancak, yayılan, saçılan veya yansıyan bu fotonların bir kısmı gözlerimize ulaştığında, beyne elektriksel bir darbe taşıyan optik sinirin uçlarında elektronik bir uyarı ürettikleri zaman mümkündür.

Aydınlık cisimler ışığı nasıl üretir?

Fotonlar, atomik orbitallerin elektronları daha yüksek enerjili durumlara gidecek şekilde uyarıldıklarında, ışıklı cisimlerin atomları tarafından yayılır ve daha sonra fotonların emisyonuyla daha düşük enerjili durumlara bozulur.

Her vücut ısısı yükselirse ışık yayıcı olur. Oda sıcaklığında bir metal parçası ışıksız bir cisimdir, ancak 1000 santigrat derecede parlak bir cisimdir, çünkü elektronlar daha yüksek seviyelerde yer alırlar ve daha düşük seviyelere çürdüklerinde görünür spektrum aralığında fotonlar yayarlar.

Güneş, mum alevi, akkor ampulün filamanı, enerji tasarruflu ampulün flüoresan tozunun atomları veya LED diyotun atomları gibi tüm ışıklı cisimlerde atom düzeyinde olan budur. en son yapay ışık gövdesi.

Durumdan duruma değişen şey, elektronların daha yüksek enerjili atomik seviyelere gitmeleri ve ardından bozunup fotonları yaymaları için uyarma mekanizmasıdır.

Tek gördüğümüz geçmiş

Işık sınırlı bir hızda hareket ettiği için vizyon anlık değildir. Havadaki ve boşluktaki ışığın hızı saniyede 300 bin kilometre mertebesindedir.

Güneş'in yüzeyinden çıkan ışık fotonlarının gözümüze ulaşması 8 dakika 19 saniye sürer. Ve gökyüzüne bakarsak, en yakın yıldızımız Alpha Centauri'nin yaydığı fotonların gözlerimize ulaşması 4.37 yıl sürüyor.

Kendi galaksimize en yakın olan Andromeda galaksisinde çıplak gözle veya bir teleskopla gözlemleyebileceğimiz fotonlar, 2,5 milyon yıl önce oradan çıkmış olacak.

Ay'ı gördüğümüzde bile eski bir Ay görüyoruz çünkü baktığımız şey 1.26 saniye öncesinden bir görüntü. Ve oyunculardan 300 metre uzaklıktaki tribünlerde gördüğümüz bir futbol oyununun oyuncularının görüntüsü, geçmişte saniyenin milyonda biri kadar eski bir görüntü.

Işığın ikiliği

En çok kabul gören teorilere göre, ışık, radyo dalgaları, yiyeceklerin pişirildiği mikrodalgalar, cep telefonlarından gelen mikrodalgalar, X ışınları ve ultraviyole radyasyon gibi elektromanyetik bir dalgadır.

Ancak ışık bir dalgadır ancak daha önce de belirttiğimiz gibi foton adı verilen parçacıklardan da oluşur. Işık, fizikte dalga-parçacık ikiliği olarak bilinen bu ikili davranışa sahiptir.

Tüm elektromanyetik dalgaların dalga boyları farklıdır. Elektromanyetik spektrumun insan gözünün algılayabildiği kısmına görünür spektrum denir.

Görünür spektrum, 0,390 mikron ile 0,750 mikron arasındaki dar bir elektromanyetik spektrum aralığına karşılık gelir. Bu, bir protozoanın (amip veya paramecium) karakteristik boyutudur.

Görünür spektrumun altında, dalga boyunda, dalga boyu organik moleküllerin boyutuna yakın ultraviyole radyasyona sahibiz.

Ve görünür spektrumun üstünde, boyutu bir iğnenin ucuyla karşılaştırılabilir olan kızılötesi radyasyon vardır. Bu iğnenin ucuna 10 ila 100 protozoa, yani görünür spektrumun 10 ila 100 dalga boyuna sığabilir.

Buna karşılık, mikrodalgaların santimetre ve metre arasında dalga boyları vardır. Radyo dalgalarının yüzlerce metreden binlerce metreye kadar uzunlukları vardır. X ışınları bir atomun boyutuyla karşılaştırılabilir dalga boylarına sahipken, gama ışınları atom çekirdeğiyle karşılaştırılabilir dalga boylarına sahiptir.

Renkler ve görünür spektrum

Görünür spektrum, bir gökkuşağında veya bir cam prizma üzerine saçılmış güneş ışığında ayırt edilebilen çeşitli renkleri içerir. Her rengin, nanometre cinsinden ifade edilebilen, milimetrenin milyonda biri olan bir dalga boyu vardır.

Işık spektrumu ve nanometre (nm) cinsinden en yüksekten en düşüğe doğru dalga boyları aşağıdaki gibidir:

- Kırmızı. 618 ile 780 nm arasında.

- Portakal. 581 ile 618 nm arasında.

- Sarı. 570 ile 581 nm arasında.

- Yeşil. 497 ile 570 nm arasında.

- Camgöbeği. 476 ile 497 nm arasında.

- Mavi. 427 ile 476 nm arasında.

- Menekşe. 380 ile 427 nm arasında.

Aydınlık siyah gövde, enerji ve momentum

Işığın enerjisi ve momentumu vardır. Görünür spektrumdaki her renk, farklı enerjiye ve farklı momentuma veya momentuma sahip fotonlara karşılık gelir. Bu, Max Planck, Albert Einstein ve Louis De Broglie gibi kuantum fiziğinin öncüleri sayesinde biliniyordu.

Max Planck, ışık enerjisinin, enerjisi E'nin Joule cinsinden ölçülen ve h harfi ve f frekansı ile ifade edilen Planck sabiti olarak bilinen temel bir doğa sabitinin ürününe eşit olduğu paketler veya kuantumlar halinde geldiğini keşfetti. Hertz.

E = h ∙ f

Bu keşif, "kara cisim" olarak bilinen ve emisyon spektrumu sıcaklığa göre değişen, sadece radyasyon yayan ancak hiçbirini yansıtmayan bir ışıltılı cismin radyasyon spektrumunu açıklamak için Planck tarafından yapılmıştır.

Planck sabiti h = 6,62 × 10 ^ -34 J * s'dir.

Ancak, ışığın, ışıkla aydınlatılan bir malzemenin elektron yaydığı fotoelektrik etki olarak bilinen bir olguyu açıklamanın tek yolu olarak, Planck'ın formülüne göre verilen enerjiye sahip fotonlar olduğunu şüphesiz doğrulayan Albert Einstein'dı. Einstein, bu çalışma için Nobel Ödülü'nü aldı.

Ancak foton, her parçacık gibi ve kütleye sahip olmamasına rağmen, Louis De Broglie tarafından foton ve kuantum nesnelerinin dalga-parçacık ikiliği çerçevesinde keşfedilen bir ilişki tarafından verilen bir itici güce veya momentuma sahiptir.

De Broglie bağıntısı, fotonun momentumunun p'nin Planck sabiti h ve fotonun dalga boyu λ bölümüne eşit olduğunu belirtir.

P = h / λ

Kırmızı rengin dalga boyu 618 × 10 ^ -9 m ve frekansı 4.9 x 10 ^ 14 Hz'dir, dolayısıyla bir fotonun enerjisi 3.2 × 10 ^ -19J'dir ve momentumu 1.0'dır. × 10 ^ -27 kg * m / s.

Görünür spektrumun diğer ucunda, dalga boyu 400 × 10 ^ -9 m ve frekansı 7,5 x 10 ^ 14 Hz olan mor renktedir, bu nedenle bir fotonun enerjisi 4,9 × 10 ^ -19J'dir. ve momentumu 1.7 × 10 ^ -27 kg * m / s'dir. Bu hesaplamalardan menekşenin kırmızıdan daha fazla enerjiye ve daha fazla momentuma sahip olduğu sonucuna vardık.

Referanslar

1. Tippens, P. 2011. Fizik: Kavramlar ve Uygulamalar. 7. Baskı. Mac Graw Hill. 262-282.
2. Vikipedi. Görünür spektrum. Wikipedia.com'dan kurtarıldı
3. Vikipedi. Elektromanyetik spektrum. Wikipedia.com'dan kurtarıldı
4. Vikipedi. Işık kaynağı. Wikipedia.com'dan kurtarıldı
5. Vikikitap'ı. Fizik, optik, ışığın doğası. Kurtarıldı: es.wikibooks.org