Arama

Foton Nedir? Foton Hakkında Genel Bilgiler

Güncelleme: 3 Mart 2012 Gösterim: 32.349 Cevap: 4
asla_asla_deme - avatarı
asla_asla_deme
VIP Never Say Never Agaın
20 Aralık 2007       Mesaj #1
asla_asla_deme - avatarı
VIP Never Say Never Agaın
Foton, elektromanyetik dalganın toplam enerjisini oluşturan enerji paketçiklerinden her biri için kullanılan isimdir.Elektromanyetik dalga, ışık hızı ile ilerlediği ve enerji içeriğini de fotonlar halinde kendisi ile beraber taşıdığı için fotonun hızı da c'dir.Sonsuz ömrü vardır, yani artık başka şeylere bozunmaz(dönüşmez).Durgun kütlesi sıfır olarak kabul edilir (2005 yılındaki son verilere göre kütlesinin üst limiti 5c41ed80221d88ab1e299e7dc174c08a eV şeklinde ifade edilmektedir), ancak enerjisi ve momentumu vardır. Fotonların enerjisi, frekansına bağlıdır.

Sponsorlu Bağlantılar

Fotonlar

Bilim adamları, ışığın bir tür elektromanyetik dalga olduğunu düşünüyorlardı ve içleri rahattı; ta ki Max Planck bazı deneylerinde ışığın tanecikmiş gibi davrandığını farkedinceye dek. Işık sanki devamlı dalgalar değil de, enerji paketcikleri gibi geliyordu. Einstein ve Planck bu enerji paketlerini ışık quantumu veya foton olarak adlandırdılar. Fotonlar sanki birer parçacıklarmış gibi davranıyordu. Relativite teorisine göre, bir parçacığın ışık hızında gidebilmesi için kütlesinin sıfıra eşit olması gerekiyordu! Demek ki ışığın enerjisi sadece kinetik enerjiydi; kütlesinden kaynaklanan hiçbir enerjisi yoktu. Einstein o güne dek açıklanamamış olan fotoelektrik olayını bu kavramla açıkladıktan sonra, bilim adamlarının ağzında yeniden 'ışık nedir?' sorusu gündeme gelmişti. Eğer ışık dediğimiz olgu parçacıklardan oluşuyorsa, frekans veya dalgaboyunun ne anlamı var acaba? Aslında sorulması gereken en iyi soru: "ışık gerçekten nedir?" Cevap: 'Hem dalga, hem parçacık!' Işığın bazı özellikleri sadece dalga konsepti ile açıklanırken (girişim veya kırınım gibi), bazı özellikleri ise sadece foton konsepti ile açıklanabiliyor (Fotoelektrik olay veya atomların enerji soğurması ve salması gibi).

Foton nedir?

"Foton nedir?" sorusuna cevap ararken, birçok değişik perspektiften bakan cevaba gerek vardır. En bariz özelliklerini şöyle sayabiliriz: Durgun kütlesi sıfırdır; ışık hızıyla gider; etkileşimlere parçacık olarak girebilir ancak dalga olarak yayılır; E=h x f, p=h/l ve E=pc bağıntılarına uyar; kütlesi sıfır olduğu halde, diğer parçacıklar gibi kütle çekiminden bile etkilenir.
1f7a6b5e0cf4f70ecc4b9efdcf4e57e0
  • 4b88f47f80273fd5788e1e20aa81c38a : enerji miktarı
  • 4117308f26f18ec0853383456c5f3cf5 : Planck sabiti
  • 18f63800376271ee4b0efe1545744cd6: frekans
Işık dalga özelliklerine de sahiptir. Etkileşimlere parçacık olarak girebilir ancak dalga olarak yayılır.

Tarihçe

19. yüzyılda en çok tartışılan konulardan biri, ışığın parçacık mı yoksa dalga mı olduğu sorusuydu. James Clerk Maxwell'in elektromanyetik kuramı e Hertz'in deneylerinden sonra ışığın dalga olduğu kabul edilmeye başlandı. Ancak bazı deneyler ışığın dalga olduğu gözlemiyle uyuşmuyordu. Karacisim ışıması hakkında Rayleigh ile Jeans'in kurduğu teori bunun zirveye çıktığı yerlerden biriydi. Rayleigh ve Jeans dalga yaklaşımını kullanarak, belli bir sıcaklığa sahip bir cismin etrafa hangi dalga boyunda ne kadar ışıma yapacağını hesaplamaya çalıştılar. Buldukları sonuç, uzun dalga boylarında deneylerle uyumluydu ama düşük dalga boylarında çok büyük bir sapma gösteriyordu. Teorileri, dalga boyu küçüldükçe, yapılan ışımanın sonsuza gideceğini söylüyordu (bu yüzden buna morötesi felaketi denir). Daha sonra Max Planck, ışık dalga olarak değil de enerji paketçikleri olarak düşünülürse bu problemin aşılabileceğini farketti (bu, Max Planck'a 1918 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandırmıştır). Daha sonra Arthur ComptonCompton saçılması olayı ve Albert Einstein'ın açıkladığı Fotoelektrik olay ışığın parçacık yapısını ortaya çıkardı. Fakat girişim ve kırınım deneyleri gibi başka deneyler de ancak ışığın dalga olduğu varsayıldığında açıklanabilmektedir. Şu anda kabul edilen ışığın ikili bir yapısı olduğu ve hem parçacık hem dalga özeliği gösterdiğidir (daha sonraki deneyler bütün maddelerin böyle olduğunu göstermiştir).
Son düzenleyen Blue Blood; 8 Temmuz 2008 20:58 Sebep: Kaynak: vikipedi, özgür ansiklopedi
Şeytan Yaşamak İçin Her Şeyi Yapar....
Pollyanna - avatarı
Pollyanna
Ziyaretçi
5 Şubat 2010       Mesaj #2
Pollyanna - avatarı
Ziyaretçi
Foton nedir

Sponsorlu Bağlantılar
Birine "ağaç nedir" diye sorsaydık buna cevap vermesi pek zor olmazdı ancak cevabın içeriği kişinin bakış açısına bağlı olurdu. Örneğin çoğumuz muhtemelen bir Ağacın en bariz fiziksel niteliklerini sayardık: Büyüklüğü kütlesi rengi genel yapısı vs. Ama bir botanikçi ağacın nasıl ortaya çıktığını büyüdüğünü ve geliştiğini anlatırdı. Biyokimyacı kimyasal yapısından söz ederdi: Selüloz klorofil vs. Bir çiftçi veya Kereste ticaretiyle uğraşan biri de ağaçtan elde ettiği ürünlerden söz ederdi: Meyve veya kereste. Birlikte göz önüne alındığında bütün bu tarifler Ağaç denince ne anladığımızı gösterir. Ömründe ağaç görmemiş birine Ağacı anlatmak isteseydik yukarıdakilerin hepsini saymamız gerekirdi. Fotonlar konusunda da durum böyledir. "Foton nedir?" sorusuna cevap ararken bir çok değişik perspektiften bakan cevaba gerek vardır.
En bariz özelliklerini şöyle sayabiliriz: Durgun kütlesi sıfırdır ışık hızıyla gider etkileşimlere parçacık olarak girebilir ancak dalga olarak yayılır E=hn p=h/l ve E=pc bağıntılarına uyar kütlesi sıfır olduğu halde diğer parçacıklar gibi kütle çekiminden bile etkilenir. Farklı bir açıdan fotonların nasıl ortaya çıktıklarını (bremsstrahlung proseslerinde olduğu gibi) veya bir yerden başka bir yere giderken nasıl hareket ettiklerini anlatabiliriz. Temel fizikteki yerlerini bile belirtebiliriz: Fotonlar elektromagnetik kuvveti iletirler. Bu açıdan bakılınca iki Elektrik yükü fotonları "takas ederek" etkileşir (fotonlar bir yükten yayınlanır öteki yük tarafından soğurulur). Bu fotonlar genellikle hayali veya "virtüel" (sezilgen) fotonlardır adları sadece teorik fiziğin matematiksel formalizminde anılır fakat gerçek fotonların sahip oldukları bütün özellikleri taşırlar.
Bilinen hiç bir cevabı olmayan bir soru fotonun iç yapısının ne olduğudur. Foton nelerden mamuldür? Mahiyetlerinin gerçek matematiksel anlamda "nokta" olduğuna inandığımız foton ve Elektron gibi bazı elemanter (en basit yapıtaşı) parçacıklar bulunuyor: Fiziksel hiç bir büyükleri yoktur ve parçalardan oluşan iç yapıları olmadığından parçalarına ayrılamazlar.
Fotonla ilgili olarak cevaplanması en zor soru onun bir parçacık mı yoksa dalga mı olduğu sorusudur. Yukarda sayılan özelliklere sahip bu fiziksel parçacık onunkinden çok farklı özellikler listesine sahip elektromagnetik dalgadan daha mı gerçektir?
Burada bir paradoksun varlığı aşikar. Girişim ve kırınım içeren bazı deneyler elektromagnetik radyasyonun (ışımanın) deney düzeneğiyle dalgalar olarak etkileştiklerini gösteriyor fotoelektrik etki ve Compton saçılması gibi başka deneyler de elektromagnetik radyasyonun foton olarak bilinen parçacık-gibi quantumlar şeklinde etkileştiğini gösteriyor. Şurası kesin ki dalga ve parçacık yorumları uyumlu değildir: Parçacıklar enerjilerini konsantre paketler halinde verirken bir dalganın enerjisi bütün dalga cephesi üzerinde düzgün olarak yayılır. Örneğin ışığı sadece parçacıklar olarak ele alırsak çift-yarık deneyinde gözlenen girişim desenini açıklamak zor olur. Bir parçacık ya bir yarıktan ya da diğerinden gitmelidir sadece bir dalga cephesi ikiye ayrılarak her iki yarıktan geçer ve sonra birleşir.
Dalga ve parçacık yorumlarını geçerli fakat birbirini dışlayan alternatifler olarak kabul edersek bir kaynaktan çıkan ışığın ya dalga ya da parçacık olarak yayılması gerektiğini de kabul etmemiz gerekir. Kaynak ne tür ışık (dalga veya parçacık) üretmesi gerektiğini nasıl bilebilir? Farz edelim ki kaynağın bir tarafına çift-yarık düzeneği diğer tarafına da fotoelektrik düzeneği koyduk. Çift-yarık düzeneği tarafına yayılan ışık dalga gibi davranır fotosel tarafına yayılan ışık parçacık gibi davranır. Kaynak hangi yöne dalga ve hangi yöne parçacık yayınlayacağını nasıl bildi?
Belki de tabiatta hangi deneyi yaptığımızı geriye kaynağa haber veren bir tür "gizli kod" var ve kaynak dalga veya parçacık üretmesi gerektiğini geri gelen sinyale göre anlıyor. Yukarıdaki ikili deneyi uzaklardaki bir galaksiden gelen ışıkla tekrarlayalım. Işık bize kabaca evrenin yaşı (15.10 üssü 9 sene )onbeş milyar sene kadar uzaktan geliyor olsun. Böyle bir deneyde bizim laboratuardaki çift-yarık deney düzeneğini alıp yerine fotoelektrik deney düzeneğini koymamız için geçen zaman zarfında ışığın bu değişikliği kaynağa haber vermesi mümkün olamazdı ancak yıldız ışığının hem çift-yarık girişimini hem de fotoelektrik etkiyi oluşturduğunu yine gözlerdik.

O halde rahatsız edici bir sonucun kapanına kısıldık

Işık ne parçacık ne de dalga her nasılsa hem parçacık hem de dalga ve yapmakta olduğumuz deneyin türüne göre bize her defasında sadece bir yüzünü gösteriyor: Parçacık-tipi bir deneyde parçacık yüzünü ve dalga-tipi bir deneyde dalga yüzünü. Bizim ışığı ya dalga ya da parçacık olarak sınıflandırmakta başarısız oluşumuzun nedeni ışığın tabiatını anlamaktaki başarısızlığımızdan ziyade sınırlı kelime hazinemizin basit bir dalga veya parçacıktan daha zarif ve daha esrarengiz bir olguyu tanımlamaktaki yetersizliğidir.
Çift-yarık desenini gözlemek için gözümüzü veya bir fotoğrafik filmi kullanırsak durum daha da zorlaşır. Hem gözümüz hem de film bireysel fotonlara tepki verir. Bir tek foton bir retina hücresi tarafından soğurulduğunda beyne kadar giden bir elektrik impulsu meydana gelir (tabi görme böyle bir çok impulstan oluşur). Bir tek foton film tarafından soğurulduğunda fotoğrafik emülsiyonun minik bir bölgesi kararır tam bir resim için çok fazla sayıda minik bölgenin kararması gerekir.
Bir an için fotonları soğurur ve kararırken filmin tek tek minik bölgelerini görebildiğimizi farz edelim ve bu deneyi fotonlar arasında nisbeten uzun zaman aralıklarının bulunduğu çok zayıf bir ışık kaynağıyla yapalım. Önce bir bölgeciğin ardından diğerinin sonra bir başkasının ... karardığını ve ancak çok sayıda foton filme düştükten sonra girişim deseninin ortaya çıkmaya başladığını görecektik. Alternatif olarak çift-yarık deneyinin dalga yorumu ekrana çarpan dalga cephelerinin net elektrik alanını iki yarıktan geçmek üzere gelen dalga cephelerinin kısmi elektrik alanlarını üst üste bindirme yoluyla hesaplayabileceğimizi düşündürüyor. Bu durumda birleşik dalganın şiddetini veya gücünü ilgili denklemlerle bulabilirdik. Bileşke şiddetin de çift-yarık deneyindeki gibi minimum ve maksimumlar göstermesini beklerdik.
Özetle girişim deseninin kaynağının ve ortaya çıkışının doğru açıklaması dalga yorumunda film üzerindeki desenin oluşumunun doğru açıklaması da parçacık yorumundadır. Bizim sınırlı kelime hazinemiz ve her günkü deneyimlerimize göre bu iki açıklama aynı anda doğru olamaz elektromagnetik ışımanın tam bir açıklamasını vermek üzere ikisi bir şekilde birleştirilmelidir.
Bu dalga-parçacık ikili tabiat dilemması basit bir açıklamayla çözülemez. Quantum teorisi ortaya atıldığından beri fizikçiler ve filozoflar bu sorun üzerinde kafa patlattılar. Diyebileceğimizin en iyisi ne dalga ne de parçacık yorumunun aynı anda tamamen doğru olmadığı fiziksel olguları tam olarak açıklamak için ikisine de gerek duyduğumuz ve bunların birbirlerini tamamladıklarıdır. Çift-yarık deneyinde şu şekilde akıl yürütebiliriz Bir ışıma "kaynağı" ile elektromagnetik alan arasındaki etkileşim quantizedir (sürekli değil kesik kesiktir) ve Atomları bireysel fotonlar yayan kaynaklar olarak düşünebiliriz. Deneyin diğer tarafındaki fotoğrafik film tarafındaki etkileşim de quantizedir ve Atomların bireysel fotonları soğurduklarını tasavvur edebiliriz.
İkisinin arasında elektromagnetik enerji düzgün ve sürekli olarak bir dalga gibi ilerler ve dalga-gibi davranış sergiler (girişim veya kırınım). Çift-yarığın etkisi dalganın ilerleyişini değiştirmektir (örneğin düzlem dalgadan karakteristik çift-yarık desenine). Dalga şiddetinin büyük olduğu yerlerde fotoğraf filmi çok sayıda fotonun varlığını haber verir şiddetin küçük olduğu yerlerde az sayıda foton gözlenir. Bir dalganın şiddeti genliğinin karesiyle orantılı olduğundan şu bağıntı yazılır
fotonları gözleme olasılığı µ (elektrik alan genliği)2
İşte bu ifade dalga davranışı ile parçacık davranışı arasındaki nihai ilişkiyi sağlar. Önceleri klasik parçacıklar olarak düşünülen elektron gibi nesnelerin dalga ve parçacık davranışlarını da benzer bir ifade birbirine bağlar.





Kaynak:Foton nedir?

Avatarı yok
nötrino
Yasaklı
16 Nisan 2010       Mesaj #3
Avatarı yok
Yasaklı
Fotonlar
Fotonlar çok hızlı hareket eden boyutsuz noktacıklardır.Başka bir deyişle,fotonlar ışık hızında hareket edebilen kütlesiz parçacıklardır Işık hızını ise kütlesi olan hiç bir parçacık aşamıyordur Kısaca hız artıkça kütlede arttığı için ivmelenme zorlaşmaktadır.
Daisy-BT - avatarı
Daisy-BT
Ziyaretçi
5 Ağustos 2011       Mesaj #4
Daisy-BT - avatarı
Ziyaretçi

Foton

Elektromanyetik enerjinin kuvantumu. Işığın ya da öteki elektromanyetik ışınımın kolay kavranabilmesi için foton, ışık hızıyla hareket eden bir tür temel parçacık gibi düşünülür. Fotonun enerjisi Planck sabiti (h) ile ışınım frekansının (v) çarpımına eşittir. Fotonlar atom moleküllerini uyarabilir ve yüksek enerjili olanlar da iyonlaşmaya yol açabilir.

MsXLabs.org & Morpa Genel Kültür Ansiklopedisi
_kelebek_ - avatarı
_kelebek_
Ziyaretçi
3 Mart 2012       Mesaj #5
_kelebek_ - avatarı
Ziyaretçi
Işığın parçacıklardan oluştuğu fikrini ilk kez Isaac Newton ortaya koydu. Sonraları ışığın dalgalardan oluştuğu düşüncesi yayıldı, ve rahatlardı; ta ki Max Planck bazı deneylerinde ışığın tanecikmiş gibi davrandığını farkedinceye dek. Işık sanki devamlı dalgalar değil de, enerji paketcikleri gibi geliyordu. Einstein ve Planck bu enerji paketlerini ışık quantumu veya foton olarak adlandırdılar. Fotonlar sanki birer parçacıklarmış gibi davranıyordu. Relativite (izafiyet) teorisine göre, bir parçacığın ışık hızında gidebilmesi için kütlesinin sıfıra eşit olması gerekiyordu! Demek ki ışığın enerjisi sadece kinetik enerjiydi; kütlesinden kaynaklanan hiçbir enerjisi yoktu. Einstein o güne dek açıklanamamış olan fotoelektrik olayını bu kavramla açıkladıktan sonra, bilim adamlarının ağzında yeniden 'ışık nedir?' sorusu gündeme gelmişti. Eğer ışık dediğimiz olgu parçacıklardan oluşuyorsa, frekans veya dalgaboyunun ne anlamı var acaba? Aslında sorulması gereken en iyi soru: "ışık gerçekten nedir?" Cevap: 'Hem dalga, hem parçacık Işığın bazı özellikleri sadece dalga olgusu (mantığı) ile açıklanırken (girişim veya kırınım gibi), bazı özellikleri ise sadece foton konsepti ile açıklanabiliyor (Fotoelektrik olay veya atomların enerji soğurması ve salması gibi).
Foton nedir?

"Foton nedir?" sorusuna cevap ararken, birçok değişik perspektiften bakan cevaba gerek vardır. En bariz özelliklerini şöyle sayabiliriz: Durgun kütlesi sıfırdır; ışık hızıyla gider; etkileşimlere parçacık olarak girebilir ancak dalga olarak yayılır; E=h x f, p=h/l ve E=pc bağıntılarına uyar; kütlesi sıfır olduğu halde, diğer parçacıklar gibi kütle çekiminden bile etkilenir. >
  • 4b88f47f80273fd5788e1e20aa81c38a : enerji miktarı
  • 4117308f26f18ec0853383456c5f3cf5 : Planck sabiti
  • 18f63800376271ee4b0efe1545744cd6: frekans
Işık dalga özelliklerine de sahiptir. Etkileşimlere parçacık olarak girebilir ancak dalga olarak yayılır.
Tarihçe

19. yüzyılda en çok tartışılan konulardan biri, ışığın parçacık mı yoksa dalga mı olduğu sorusuydu. James Clerk Maxwell'in elektromanyetik kuramı ve Hertz'in deneylerinden sonra ışığın dalga olduğu kabul edilmeye başlandı. Ancak bazı deneyler ışığın dalga olduğu gözlemiyle uyuşmuyordu. Karacisim ışıması hakkında Rayleigh ile Jeans'in kurduğu teori bunun zirveye çıktığı yerlerden biriydi. Rayleigh ve Jeans dalga yaklaşımını kullanarak, belli bir sıcaklığa sahip bir cismin etrafa hangi dalga boyunda ne kadar ışıma yapacağını hesaplamaya çalıştılar. Buldukları sonuç, uzun dalga boylarında deneylerle uyumluydu ama düşük dalga boylarında çok büyük bir sapma gösteriyordu. Teorileri, dalga boyu küçüldükçe, yapılan ışımanın sonsuza gideceğini söylüyordu (bu yüzden buna morötesi felaketi denir). Daha sonra Max Planck, ışık dalga olarak değil de enerji paketçikleri olarak düşünülürse bu problemin aşılabileceğini farketti (bu, Max Planck'a 1918 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandırmıştır). Daha sonra Arthur Compton tarafından açıklanan Compton saçılması olayı ve Albert Einstein'ın açıkladığı Fotoelektrik olay ışığın parçacık yapısını ortaya çıkardı. Fakat girişim ve kırınım deneyleri gibi başka deneyler de ancak ışığın dalga olduğu varsayıldığında açıklanabilmektedir. Şu anda kabul edilen ışığın ikili bir yapısı olduğu ve hem parçacık hem dalga özeliği gösterdiğidir (daha sonraki deneyler bütün maddelerin böyle olduğunu göstermiştir).

Fotonik kristaller

Yarı iletkenler olmasaydı modern dünya farklı olurdu gibi düşünüyoruz.Çünkü onlar olmadan ,bilgisayar çipleri,internet ya da transistörlü radyolar bile olmayacaktı.Yarı iletkenler,gündelik yaşantımızdaki yerlerini haketmiyor değiller.Çünkü onlar sayesinde ,elektrik akımları (dolayısıyla elektronların hareketi)üzerinde hızlı ve kesin kontrol sağlanıyor.Fakat kontrol edilen tek parçacık elektron olmayabilir.Fizikçiler aynı şekilde fotonlara da(ışığı oluşturan parçacıklar)aynı yöntemi uygulayabileceklerine inanıyorlar.Çünkü elektronlar için yarı iletkenler ne demekse ,fotonik kristal olarak adlandırılan malzemenin de fotonlar için aynı anlamı taşıdığına inanıyorlar.Şimdilik teorik olarak işe yarar görünen bu fikirin uygulanabilirliği araştırılıyor. Gerçekte uygulamaya yönelik olarak sorunların çözümü oldukça zor.Silikon,bulunabilirlik açısından kolay ve doğal bir malzemedir ama fotonik kristal,belli aralıktaki frekansları geçirmeyecek biçimde üretilmesi gereken karmaşık bir yapıya sahip.Ancak kristalin yapısında bir kusur olduğu anda oldukça ilginç bir tablo ortaya çıkıyor. ‘Yasak’ frekanstaki ışık,kristalin kusurlu kesiminde sıkışıp kalıyor ve başka hiçbir yere hareket edemiyor.Bu şekilde hapsolmuş ışık,minyatür bir lazer ya da fotonik anahtar için bir başlangıç oluşturabilir.Kusurlu hattın oluşturduğu hat,ışığın bir cihazdan diğerine aktarılmasında net bir şekilde sonuç veren bir dalga kılavuzu işlevi görebilir. Peki yarı iletkenler ve onların optik benzerleri nasıl çalışıyor? Saf yarı-iletken kristalde,elektronlarda olmayan belli enerji aralıkları bulunmaktadır.Bu yasak bölge,band aralığı olarak tanımlanıyor.Band aralığından daha düşük seviyedeki tüm enerji durumları dolu bulunmaktadır.Elektronların madde etrafında devinebilmelerinin koşulu,farklı enerji seviyelerine geçiş yapmaları olduğundan,böyle bir durumda devinimleri ve dolayısıyla malzemenin iletkenliği kısıtlanmış olur.Yarı iletkene tekil atomik katkılar eklendiğinde,band aralığında yeni,lokalize enerji durumları oluşmaktadır.Bu durumlarda,elektronların kesin olarak ne zaman ve nerede devinebileceklerini tanımlamak yoluyla silikonun elektronik özelliklerini kontrol altında tutmak mümkün olabilir. Band aralığı elektronların sadece parçacık gibi değil,silikon atonları saçan dalgalar gibi davranmalarını nedeniyle oluşur.Atomlar,kristal örgünün bütün alanlarında düzenli bir yapıya sahiptir ve belli elektron enerjilerinde,elektron saçan dalgalar birbirlerini yok etmektedir.Bu da aynı enerji seviyesinde elektron bulunma olasılığını ortadan kaldırır.Farklı bir ifadeyle,elektronların sahip olabilecekleri enerjiler arasında farklılıklar vardır. İlke olarak aynı yönde devinen ışığı engelleyecek hiçbir şey yoktur.Ancak bunun işe yaraması için,fotonik kristalin periyodik örgüsünün boyutlarının ışığın dalgaboyuyla orantılı olması gerekir.Modern optik iletişim sistemleri 1.3 ve 1.5 mikrometredeki kızılaltına yakın dalgaboylarında işlevselliğiyle ele alınır.Yani örgü bu dalga boylarında,hemen hemen 0.5 mikrometrelik bir alana gereksinim duymaktadır;bu da,sıradan kristallerin örgü alanından binlerce kez daha fazla olduğunu gösterir.Bu rakam,atom veya moleküllerde kıyaslandığında çok büyük olsa da,ortalama insan saçı çapının yaklaşık olarak yüzde biri kadardır.Hatta,çip yapımcıları tarafından geliştirilen litograf teknikleriyle bile bu kadar küçük ölçekte,3 boyutlu olarak bir yapı oluşturmak gerçekten zordur.Bu işi olduğundan daha kolay bir hale getirmek amacıyla,dalgaboyları 1cm civarında olan mikrodalgalar için ilk fotonik kristaller oluşturmak için çalışmalar yapılıyor.Mikrodalgalarla çalışan fotonik bir kristalin de,milimetrelerle ölçülebilen bir örgüsü olmalı diye düşünüyoruz. İlk olarak fotonik kristali New Jersey’deki telekomünikasyon araştırma şirketinde çalışmakta olan Eli Yablonovitch 1991 yılında oluşturmayı başarmış.Yablonovitch akla gelebilecek en basit yöntemle bunu yapmayı başarmıştı.Stycast-12 olarak bilinen ticari bir malzemeden alınan katı haldeki bir levhayla çalışmalarına başlayan Yablonovitch,blokun üst yüzeyinde 3 grup uzun ve eğimli delik açmak için sıradan bir matkap kullandı.Stycast-12’nin seçilmesinin sebebi olarak mikrodalgalara geçirgen olmasıydı.Yüzeyin altına 3 boyutlu olarak açılan delikler,periyodik ve karmaşık bir desen,yani fotonik kristal yapısı oluşturarak kesişir.Yanlızca delikleri açmak bile,maddeyi,mikrodalgaları yansıtabilecek harika bir ayna haline getirir. Axel Scherer ile birlikte çalışan Yablonovitch,şu sıralar,oluşan yapının büyüklüğünü mikrometre düzeyine indirgemeye çalışmak için çalışmalar yapıyor.Küçük delikler açmak için katı maddelerde kullanılabilecek çeşitli litografi ve oyma teknikleri var.Ancak,hedeflenen çap küçüldükçe,onu kontrol etmekte bir o kadar zorlaşmaktadır;özellikle de birkaç mikrometreden biraz derin delikler açmak gerekiyorsa…Geçtiğimiz yaz Girit’te yapılan bilimsel toplantıda Yablonovitch,çalışma ekibinin,galyum arsenid levhasının üst katmanlarından birkaçına mikrometrelik delikler açmayı başardığını söylemişti.Şu anda da,bütün bir yapı oluşturabilmek için kullandıkları yöntem üzerinde iyileştirmeye yönelik çalışmalar yapıyorlar.
Fotonun momentumu

Işık hızında ilerleyen bir taneciğin momentumu:
0143b25c4825a30ec59a253c48901c29Bir taneciğin enerjisi (Einstein formülü):
be28fe62e458532f2f90e76703c1d075Bir fotonun enerjisi (Planck formülü):
5897d7441505c9c7249112cadeec9447Foton da bir tanecik olduduğu için:
7ec5ba2dd8040551f0aa2853e5c6a5b9O halde; Fotonun momentumu:
f3157b10345fdd83132f8195fad089d4Burada;
7c4073ca34bcc95361750a3f1fddc7a8: Planck sabiti=8c1ef71b1461b2fe299a449d5b1f4622, J·s biriminde,
07110254746dcae91bc441539c119e0e: taneciğin dalga boyu, metre birimindedir

Benzer Konular

10 Aralık 2016 / ThinkerBeLL Kimya
18 Mart 2017 / Alara Darya Kimya
16 Eylül 2012 / nünü Uzay Bilimleri
30 Ocak 2010 / loly girl Soru-Cevap
5 Ocak 2012 / Misafir Soru-Cevap