Işık nedir ??

Biraz ışığın sürprizlerle dolu tarihinden bahsetmek istiyorum. Hani şu fizik belgesellerin kuantum dünyanın karmaşıklığından bahsederlerya işte burada çok daha ayrıntılı bir açıklaması var:
Öncelikle Young deneyi yani ççift yarık deneyi ile başlamak istiyorum. yıl 1801

Young çift yarık deneyi
Young çift yarık deneyi

Bu deneyde birbirine çok yakın iki delikten ışık demeti gönderiliyor ve karşıdan da iki ışık demetinin karşı tarafta görüleceği zannediliyor. Deney sonucunda bu iki ışık demetinden başka ışık demetleride oluşuyor. Tıpkı dalgaların girişimi gibi dalgaların tepe ve çukurlarının üst üste geldiği noktalar karanlık diğer yerler aydınlık, bu deneyden sonra ışığın dalga yapısında olduğuna ve esir(bütün evreni kaplayan madde) denilen bir maddenin içinde dalgalandığına karar veriliyor.

Bundan sonra şu sorular akla geliyor. Eğer ışık bir şeyin içerisinde dalgalanıyorsa dünyanın hızına bağlı olarak ışığın hızında değişimler olmalıydı. Akıntıda farklı yönlerde giden tekneler gibi. Michelson ve Morley adlı iki fizikçi bu olayın deneyini yapıyorlar ve ışık hızının değişmediğini gözlemliyorlar. Bu tarihteki en ünlü başarısız deneydir. Deneyin sonuçlarına göre esir denilen maddenin varlığına dair bir kanıt bulunamadı.

1846 Yılında Michael Farafayın deneylerinden Elektromanyetizma  kuramı doğdu. Bu kuranım sağlam bir şekilde matematikle ifade edilmesi ise James Clerk Maxwell tarafından gerçekleştirildi. Maxwell bu matematiksel denklemlerle elektromanyetik dalgaların yayılma hızı ile ışığın yayılma hızının tam olarak aynı olduğunu gözlemledi. Artık ışığın tanımı, uzayda ilerleyen elektrik ve manyetik alan şiddetlerinin
değişmesiyle oluşan elektromanyetik alan titreşimleri oldu.

James Clerk Maxwell
James Clerk Maxwell

1887’de Heinrich Hertz yüksek voltaj verilmiş iki metal ara-
sında oluşan kıvılcımları incelerken metalleri morötesi ışına
maruz bırakınca kıvılcım atmalarının uzadığını fark etti. Elektronun keşfi ile bu deney daha da ilginç oldu çünkü elektrik elektronlardan oluşuyordu.

Daha sonra Einstein de fotoelektrik olay ile ışığın foton adı verilen dalga paketlerinden oluştuğunu öne sürdü. Robert Millikan 1914’te elektronun
elektrik yükünü bulduğu meşhur deneyini, Einstein’ın bu kuramı üzerine bina etmişti.

Albert Einstein
Albert Einstein

eee şimdi ne olacak iki tarafta güçlü deneylerde ışığın dalga ve parçacık olma özelliğini kanıtlıyor ?? Buradan ışı bir dalga gibi gözlemlersek dalga, bir parçacık gibi gözlemlersek parçacık olduğu çıkarımını yapıyoruz.

Bu çıkarımlardan sonra young deneyini elektronlarla da deneyini yapıyorlar ve elektronların dalga girişimi gösterdiği gözleniyor. Hatta elektron tek olarak atılsa bile kendi kendine de bir girişim oluşturuyor. Bu ancak elektron delikten geçerken koyulan bir alğılayıcı elektronu parçacık olarak algılarsa ortadan kalkıyor. Bu durum diğer parçacıklarla da denendiğinde aynıdurum ortaya çıkmış. 60 karbon atomundan oluşan ve bir protondan beş yüz bin kat daha büyük olan “buckyball” adlı moleküllerle bile deney tekrarlandığında girişim saçakları gözlendi.

Parçacık çift yarık deneyi
çift yarık deneyi elektron

Uzun lafın kısası Elektron hem dalga hem parçacık, moleküllerde öyle, nasıl görmek isterseniz öyle davranıyorlar. Olay şöyle daha karmaşıkaşıyor Eğer moleküller böyleyse bizde moleküllerden olşuyoruz ve bizlerde parçacık olarak gözüküyoruz ama aslında dalga da olabilirmiyiz ?

 

Yazımı hazırlarken kaynak olarak Bilim teknik 574 sayılı dergiden yararlandım.