Siyah Cisim Işıması

Ekteki videoda herhangi bir sıcaklıktaki cismin hangi renklerde ne kadar ışık yaydığının grafiğini göreceksiniz!

Kuantum fiziğinin çıkışına vesile olan bu olgu kısaca şu: Kabaca her cisim her an her dalga boyunda ışıma yapar! Fakat hangi dalga boyunda ne kadar ışıma yapacağı cismin sıcaklığıyla ilintilidir. Klasik fizik bu sıcaklık-ışıma ilişkisini düzgün açıklayamaz; zaten kuantum fiziği de ilk olarak bu ilişkiyi açıklamaya çalışırken ortaya çıkmıştır.

Klasik fizikteki çabalar “Rayleigh–Jeans yasası” olarak geçer. Deneyleri düzgün açıklayamayan bu yasayı düzeltmek için Planck bi öneride bulunur: Belirli bir frekansta yayılabilecek radyasyon her değeri alamasın, sadece belirli değerlerin katları olsun. Planck buna şanslı tahminim der, ve fizikçilerin daha sonra gelenek haline getireceği “sallamasyon” yöntemiyle kuantum fiziğinin temelini atar  Daha da fazla merak eden varsa, şöyle bir kaynak da ekleyeyim.

Planck’ın o zaman niye böyle olduğunu açıklayamadığı, daha sonra Einstein’ın onun bu yaklaşımını fotoelektrik etkiyi açıklamak için kullanıp Nobel ödülü aldığı da aklımızın ucunda bulunsun. Bugün biliyoruz ki böyle olmasının sebebi radyasyonun temel parçacıklardan oluşması: Fotonlar!

Ekteki videoda zamanla sıcaklık değişiyor, ve her anda da o sıcaklıktaki bir maddenin hangi dalgaboyunda ne kadar foton yaydığının grafiğini görüyoruz. Sağ üstte bir yuvarlak var, o da kısaca bu sıcaklıktaki bir cismin nasıl gözükeceğini gösteriyor 

Referans olarak şu sıcaklıklar aklınızda bulunsun:

  • Standard sarı lambalar ~2500 Kelvin
  • floresan lamba ~4500 Kelvin
  • Güneşin yüzeyi ~5800 Kelvin
  • LCD ekran ~8000 Kelvin

Son olarak, bu videoyu programlamaya motivasyon olarak da düşünebilirsiniz  Kodu ben yazmadım (hoş yazması zor bi kod da değil), şuradan indirdim. Siteden görebileceğiniz gibi bu tarz bir sürü görseller ve gösterimler mevcut!

Bilime ilginiz varsa, bir şeyler oluşturmak hoşunuza gidiyorsa, ya da genel olarak etkileşerek görsellerle daha iyi öğreniyorsanız bir programlama dili öğrenmenizi tavsiye ederim. Hangisi olduğu çok fark etmez, hepsinin kendilerine göre artıları eksileri var. Fakat bir eğitimciyseniz, azıcık da olsa Mathematica öğrenirseniz bu tarz gösterimleri ücretsiz indirip öğrencilerinize sınıfta ders anlatırken görsel destek olarak sunabilirsiniz!

Hatta hiç öğrenmeseniz bile olur yani, neredeyse o derece! İçimizdeki eğitimciler, öğretmenler, öğretmen tanıdıkları olanlar: İnternette bu kadar eğitim için hazırlanmış onlarca etkileşimli görsel var. Eğer bir şekilde Mathematica’ya erişiminiz varsa, şiddetle öğrencilerinize bu nimetleri sunun (ya da tanıdıklarınızı dürtün sunsunlar) 

Leave a Reply