Işığın davranışlarının tek modelle izahı

Işığın davranışlarından biriside ışık demetinin genişliyerek doğrusal yayılmasıdır. Bu davranış enerji paketlerinin ışık kaynağından farklı doğrultu ve yönlerde salınışı ve enerji paketlerinin bir önceki salındıkları atomlarla aynı cins atomlara raslamaları halinde doğrultu ve yön değiştirmemeleri varsayımı ile izah edilebilinir. Fakat bu durumda enerji paketleri atomlardan soğrulduktan sonra geldikleri doğrultu ve yönlerde salınacakları ve demet içindeki atomlardan demet dışına doğru enerji paketleri salınmayacağı için ışık demetinin görülmesi mümkün değildir. Eğer ortamda enerji paketlerinin ilerliyebileceği farklı bir atom olursa, enerji paketleri bir önceki salındıkları atomlardan farklı atomlara raslıyarak doğrultu ve yön değiştirerek demet dışına doğru salınacakları için ışık demeti demet dışından görülebilinir. Havada %78 azot %21 oksijen gibi renksiz gazlar bulunması ve bu gazların atomlarında enerji paketlerinin aydınlık ve karanlık noktalar oluşturarak ilerliyebilmesi nedeniyle ışık demetinin genişliyerek doğrusal yayılmasını görebiliyoruz.

Işık kaynağının sıcaklığı değişmediği sürece ışık kaynağından salınan enerji paketlerinin doğrultu, yön, periyot, enerji değerlerinin değişmediği ve enerji paketlerinin atomlara geliş ve atomlardan salınma doğrultularının bir düzlem içinde kaldığı, bu doğrultular arasındaki açının atomlardaki, enerji paketlerindeki, enerji paketlerinin atomlara geliş doğrultularındaki farklılıklarla değiştiği varsayılırsa, bu varsayımla aydınlık ve karanlık noktaları oluşturan enerji paketlerinin salındıkları atomlardan farklı atomlara rastlamadıkları sürece doğrultu ve yön değiştirmeden ilerlemesi, farklı atomlara rastlarlarsa doğrultu ve yön değiştirerek ışığın kırılması veya yansıması veyahutta enerji paketlerinin soğrulduğu atomlarda eğer bir elektrona aynı anda gelen bir renk ışığa ait enerji paketlerinin toplam enerji değeri elektronun bulunabileceği enerji seviyeleri arasındaki farklardan birine hiçbir durumda eşit olmazsa enerji paketleri atomlardan tekrar salınmamak suretiyle siyah rengin oluşumu, izah edilebilinir.

Planck'ın siyah cismin ışımasını izahındaki enerji paketlerinin ışığın yapısını oluşturduğunu varsayarak ve bu varsayımdan hareketle enerji paketlerinin atomlarla etkileşmesiyle ilğili varsayımlar oluşturarak ışığın tüm davranışlarının tek modelle izahı yapılabilinir.
Bu varsayımlara göre;
Sıcaklığı değişmediği sürece ışık kaynağındandaki bir noktadan enerji paketleri doğrultuları, yönleri, periyotları, enerji değerleri değişmeksizin ve diğer noktalardan salınan enerji paketleriyle salınma anları, doğrultuları, yönleri, periyotları, enerji değerleri ile bir ilişki olmaksızın salınırlar. Enerji paketlerinin ilerlemeleri esnasında atomun bir elektronuna farklı doğrultu ve yönlerden aynı anda gelen bir renk ışığa ait 1 den fazla enerji paketinin toplam enerji değeri, elektronun bulunabileceği enerji seviyeleri arasındaki farklardan birine eşit olursa, elektron seviye değiştirerek diğer enerji seviyesine geçer, fakat burada kalamıyarak tekrar eski enerji seviyesine gelir ve bu nokta(her atomu nokta olarak kabul ederek) aydınlık olur. Eşit değilse elektron enerji seviyesini değiştiremez ve bu nokta karanlık olur. Atomların elektron sayısıyla ilişkili olarak aynı anda farklı enerji paketlerinin oluşturduğu 1 den fazla aydınlık nokta oluşabilir. Aydınlık noktaların oluşumunda elektronlar tekrar eski enerji seviyesine dönerken, aydınlık noktaları oluşturan enerji paketleride atomlardan salınırlar. Karanlık noktaları oluşturan enerji paketleri atomlardan salınmazlar. Bu noktalardan ısı enerjisini oluşturan parçacıkların salınmasıyla elektronların enerji değerleri tekrar eski değerine gelir.
Işığın temel renklerinin (kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, mor) enerji paketlerinin hiçbiri ile aydınlık nokta oluşturamayan atomlarda soğrulan enerji paketlerinin karanlık noktaları oluşturmasıyla siyah noktalar oluşur ve dolayısıyla siyah renk bu noktalardan oluşur. Siyah noktalarla aydınlık ve karanlık noktalar arasındaki fark, siyah noktalar o atomların yapısından kaynaklandığı için enerji paketleriyle etkileşmelerinde aynı davranışı gösterirler ve soğrulan enerji paketleri salınmazlar, aydınlık ve karanlık noktaların oluşları elektronlara o anda gelen enerji paketlerinin enerji değerleri ve sayısıyla ilişkili olduğundan oluştukları an için varlardır, bu anın dışında yoklardır ve davranışlarıda o an için geçerlidir. Siyah noktaların aksine olarak ışığın temel renklerinin hepsinin enerji paketleriyle aydınlık noktalar oluşturabilen atomlarda soğrulan enerji paketlerinin hepsinin salınması, enerji paketlerinin bu özellikteki atomlar vasıtasıyla ilerlerlemesini sağlar. Azot ve oksijen atomlarıda bu özellikte oldukları için enerji paketleri bu atomlarla ilerliyebiliyorlar. Bu özellikteki atomlardan soğrulan enerji paketlerinin hepsinin salınması aydınlık noktaların oluşumu ile izah edilemez ama, soğrulan enerji paketlerinin hepsi salınmıyor olsalardı, ışık kaynağından uzaklaştıkça ilerliyen enerji paketleri kısa mesafede gitgide azalacak ve nihayetinde ilerliyen bir enerji paketi kalmıyor olurdu.
-Enerji paketlerinin ilerlemeleri esnasında soğruldukları atomlar salındıkları atomlarla aynı cins ise, enerji paketleri doğrultu ve yön değiştirmeden geldikleri doğrultu ve yönde salınırlar. Enerji paketleri ışığın temel renklerinin hepsinin enerji paketleriyle aydınlık noktalar oluşturabilen farklı cinsteki atomlar tarafından soğrulmuş iseler, enerji paketlerinin soğruldukları atomlardan salınma doğrultu ve yönleri;
Enerji paketlerinin enerji değerleri, enerji paketlerinin atomlara geliş doğrultuları ve soğruldukları atomlarla ilişkili olduğundan enerji paketlerinin çoğunluğu geldikleri ortama doğru doğrultu ve yön değiştirmek suretiyle salınarak ışığın kırılmasını gerçekleştirirler, az bir kısmıda geldikleri ortama doğru doğrultu ve yön değiştirmek suretiyle salınırlar.
-Enerji paketleri ilerlerken soğruldukları atomlar enerji paketlerinin ilerliyemiyeceği özellikte iseler, enerji paketlerinin soğruldukları atomlara göre ışığın yansıması veya cisimlerin renklerinin oluşumundan biri gerçekleşir. Işığın yansımasını gerçekleştiren atomlarda soğrulan enerji paketleri geldikleri ortama doğru doğrultu ve yön değiştirmek suretiyle salınarak ışığın yansımasını gerçekleştirirler. Işığın kırılmasını gerçekleştiren atomlar uzaydaki diziliş şekillerine görede ışığın yansımasını gerçekleştirebilirler. Işığın kırılmasını ve yansımasını gerçekleştiren atomların ortak özellikleri, cisimlerin renklerini oluşturan atomların aksine soğurdukları enerji paketlerinin hepsini salmaları, aralarındaki farklardan biri ise ışığın kırılmasını gerçekleştiren atomlar renksiz yansımasını gerçekleştiren atomlar ise parlak bir görünüşe sahiplerdir.
-Işığın kırılmasını ve yansımasını gerçekleştiren atomlar dışında kalan atomlar soğurdukları enerji paketleriyle oluşturdukları aydınlık noktalara göre cisimlerin renklerini oluştururlar. Yalnız ışığın kırılmasını gerçekleştiren atomlar uzaydaki diziliş şekillerine göre ışığın yansımasını gerçekleştirebileceklerinden bu atomların uzaydaki diziliş şekillerine göre oluşturdukları cisimlerin rengi soğurdukları enerji paketleriyle oluşturdukları aydınlık noktalar ile oluşur. Allotrop atomlardada bu atomların enerji seviyeleri arasındaki farklar, bir diğerine göre uzaydaki diziliş şeklinden dolayı farklı olursa, bu atomların renklerindede farklılık olabilir. Cisimlerin renklerinin oluşması esnasında aydınlık noktaları oluşturan enerji paketleri tekrar geldikleri ortama doğru salınırken karanlık noktaları oluşturan enerji paketleri salınmazlar. Bu noktalardan ısı enerjisini oluşturan parçacıkların salınmasıyla elektronların enerji değerleri tekrar eski enerji değerine gelir.
-Işığın kırılmasında, yansımasında ve cisimlerin renklerinin oluşumunda aydınlık noktaları oluşturan enerji paketlerinin atomlara geliş ve atomlardan salınma doğrultuları arasında şu şekilde bir ilişki bulunmaktadır. Enerji paketlerinin atomlara geliş ve atomlardan salınma doğrultuları aynı düzlem içinde kalmakta ve bu doğrultular arasındaki açı değeri;
Enerji paketlerinin enerji değerleri, enerji paketlerinin atomlara geliş doğrultuları ve soğruldukları atomlarla ilişkili olup, bu faktörlerden birinin değişmesiyle açıda değişmektedir. Bu nedenle ışığın kırılmasında, yansımasında ve cisimlerin renklerinin oluşumunda enerji paketlerinin soğruldukları atomlardan salınma doğrultu ve yönleri, bu açının oluşumu ile ilişkilidir.
Bu varsayımlardan hareketle ışığın davranışları şu şekilde izah edilebilinir.
-Young deneyinde tek renkli ışık kaynağından salınan enerji paketleri azot ve oksijen atomlarıyla soğrulup salınmak suretiyle ilerliyerek, yarıklardan geçerek, ekran yüzeyindeki atomlarla aydınlık noktaları oluşturmaları ile aydınlık şeritler oluşur. Aydınlık noktaları oluşturan enerji paketleri dışındaki enerji paketleri, ekran yüzeyindeki farklı atomlarca soğurulduktan sonra tekrar salınmıyarak karanlık noktaları oluştururlar ve karanlık şeritler bunların oluşturduğu noktalardan oluşurlar. Yarıklardan birinin kapatılması, yarık genişliği veya yarıklar arası mesafe faktörlerinden birinin değiştirilmesiyle, ekran yüzeyindeki atomların elektronlarına gelen enerji paketleri sayısında değişiklik olacağından ve bu değişiklikle aydınlık ve karanlık noktaların oluştuğu noktalar değişeceğinden ve bu noktalar birbirleri içerisinde homojen dağılmış olarak oluşacağından girişim deseni bozulur. Gözümüz aydınlık ve karanlık noktaların birbirleri içerisinde homojen dağılması durumunda sadece aydınlık noktaları alğıladığından desen alanı aydınlık gözükür.
-Fotoelektrik olayda ise, atomun bir elektronuna aynı anda gelen bir renk ışığa ait enerji paketlerinin toplam enerji değeri elektronun atoma bağlanma enerjisinden büyükse elektron atomdan ayrılarak serbest hale geçer.
-Polarizasyon olayında polarizörü oluşturan atomların bir kısmı ışığın kırılmasını, diğer kısmıda siyah noktaları oluşturan atomlardan oluşmaktadır. Enerji paketleri polarizörde ilerlerken siyah noktaları oluşturan atomlara rastlamadıkları sürece ışığın kırılmasını gerçekleştirebilecek özelliklere sahip atomlarla soğrulup salınmak suretiyle ilerlemeye devam ederler. Siyah noktaları oluşturan atomlara rastlayan enerji paketleri bu atomlardan salınmayacakları için sadece diğer atomlara rastlayan enerji paketleri polarizörden geçebilecektir. Bu durumda ışığın bir kısmı polarizörden geçerken bir kısmıda geçemiyecektir.
-Işığın diğer bir davranışıda ışık demetinin genişliyerek doğrusal yayılmasıdır. Işık kaynağından enerji paketlerinin farklı doğrultu ve yönlerde salınışı ve ilerlerken salındıkları atomlardan farklı atomlara rastlamadıkları sürece doğrultu ve yön değiştirmeden ilerlemeleri nedeniyle, ışık demeti genişliyerek doğrusal yayılır. Eğer ışık demeti hep aynı atomlardan oluşan bir ortamda yayılıyorsa, demet içinde ilerliyen enerji paketleri atomlara geliş doğrultuları ve yönlerinde salınacakları demet dışına doğru salınmayacakları için ışık demetini demet dışından görmek mümkün değildir. Demetin görülebilmesi için ışığın kırılmasını gerçekleştirebilecek özelliklere sahip 1 den fazla farklı atomların ışığın yayıldığı ortamda bulunması gereklidir. Bu durumda salındıkları atomlardan farklı atomlara rastlayan enerji paketlerinin doğrultu ve yön değiştirerek demet dışına doğru salınmaları, demetin görülebilmesini sağlar. Havada azot ve oksijen gibi bu özelliğe sahip 2 farklı atom bulunması nedeniyle ışık demetini demet dışından görmek mümkün oluyor.