Işık
Işık insanların nasıl görüyoruz konusunu araştırmalarıyla ortaya çıkmıştır. Önceleri, antik çağda, Yunanlılar zamanında gözün bakılan cisme doğru ışınlar yaydığı düşünülürdü. Epikür görüntünün gözden kaynaklanan resimlerden oluştuğunu iddia etmiş, Platon, ışığın bakılan cisimlerden göze geldiğini ileri sürmüştü. Daha garip düşünceler de mevcuttu; bunlar arasında, gözden fırlayan parçacıklar ile görme sağlandığı düşüncesi de mevcuttu. Bu düşünceler antik çağdan 17. yy'a kadar uzanmıştır. 17. yy'da yaşanan bilimsel devrimden günümüze kadar oluşan bilgi birikimi ışığında ışığın en bariz özelliğini şöyle sayabiliriz:
Durgun kütlesi sıfırdır; boşlukta sabit hızla gider; etkileşmelere parçacık olarak girebilir ancak dalga olarak yayılır; E=h.v , p=hλ ve E=p.c bağlantılarına uyar; kütlesi sıfır olduğu halde diğer parçacıklar gibi kütle çekiminden bile etkilenir.
Bilim adamları ışığın bir tür elektromagnetik olduğunu düşünüyorlardı ve içleri rahattı ki Max Planck bazı deneylerde ışığın tanecikmiş gibi davrandığını fark eddinceye dek. Işık sanki devamlı dalga değilde,enerji paketçikleri olarak geliyordu. Einstein ve Planck bu enerji paketçiklerini ışık kuantumu veya foton olarak adlandırdılar. Fotonlar sanki birer parçacıklarmış gibi davranıyorlardı. Rölativite 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. Günümüzde ışığın, dalga özelliği gösteren fotonlar olduğu kabul ediliyor. Yayılırken ya parça ya dalga özelliğini gösterir,ama kesinlikle ikisini bir arada değil!! Bazen dalga bazen parçacık olarak yayılır ışık; ama hangi hallerde parçacık hangi hallerde dalga olarak yayıldığı konusunda hiç bir bilgimiz yok. Ama şunu biliyoruz ki biz onu dalga olarak görmek istiyorsak dalga, parçacık olarak görmek istiyorsak parçacık olarak davranır bize karşı.
IŞIK, IŞIK HAKKINDAKİ TEORİLER VE GÖZ KUSURLARI
IŞIK:
İnsanların görme duyularını uyarak çevredeki cisimlerin yerlerini, şekillerini,
renklerini,büyüklüklerini algılamasını sağlayan bir enerji türüdür.
17. yüzyıl ortalarına ışığın karpüsküller (parçacık) in akışından meydana
geldiği kabul edilirdi. 17.yüzyılın ortalarında ise ışığın herhangi bir dalga
hareketinden meydana gelebileceği düşüncesi gelişmeye başladı. 19. yy’ın ilk
çeyreğinde Thomas Young ve Augustin Fresnel’in girişim deneyleri ve Leon
Foucault’ın daha sonraları yaptığı sıvılarda ışık hızını ölçme deneyleri
parçacık teorisinin yetersiz olduğunu göstermiştir. Bugüne kadar bir çok bilim
adamı tarafından teoriler ortaya atılarak ışığı tanımada önemli adımlar atılmış
ve bugün ışığın foton denilen enerji taneciklerinden oluştuğu kabul edilmiştir.
Şimdi ışık hakkındaki bazı teorilere bakalım.
Tanecik teorisi: Işık, ışık kaynağından fırlatılan taneciklerden ibarettir. Bu
teori en eski ışık teorilerinden biridir. Olayları bir kaç temel görünüşe
indirgemek eğilimi, insanları ışık olaylarını hareket yoluyla açıklamaya
yöneltmiştir. Newton mevcut teoriyi geliştirmiş ve yansıma, kırılma olaylarını
açıklamaya yeterli olduğunu göstermiştir. Işık kaynağı kütlesi yok sayılacak
kadar ufak, tam esnek tanecikler fırlatır. Bunlar, çelik buyanın esnek ve
kaygan masa 'üzerinde sıçramasında olduğu gibi yüzeylerde yansırlar. Her iki
olayda aynı kanunlar geçerlidir. Mekanik kanunlarından yararlanarak kırılma
olayı da açıklanabilir. Ancak bazı uygunsuzluklar ortaya çıkmıştır. Işık neden
iki saydam ortamı ayıran yüzeyde kısmen yansır ve kısmen kırılır? Işık havadan
suya geçerken normale yaklaşır. Mekanik kanunlarına göre hızın küçük olduğu
ortamda normalden uzaklaşması gerekirdi. Tanecik teorisinin asıl başarısızlığa
uğradığı olay girişim olayıdır.
Işığın dalga teorisi: Işık kaynağı ışık dalgalan yayar. Su ve ses dalgalarında
olduğu gibi kaynaktan çevreye madde yayılmaz; ancak hareket yayılır. Çevrede
her molekül hareket kendisine ulaşınca kaynağın hareketini tekrarlar ve bunu
komşu moleküllere aktarır. Işık dalgaları çok küçük dalga boyludurlar.
Tanecik teorisinin açıklayamadığı olaylara uygun gelen dalga teorisinin zayıf
yanı şudur: Dalgalar ancak esnek maddesel ortamlarda yayılabilirler. Işık
dalgası boşlukta nasıl yayılıyor? Huygens teorinin bu zayıf yanını boşluğu ve
saydam ortamları dolduran tam esnek, kütlesiz bir ortamın varlığını ileri
sürerek gidermeye çalışmıştır. Esir adı verilen böyle bir ortamın varlığı artık
bu gün kabul edilmemektedir. Boşluğun ışık dalgalarının, genel olarak
elektromagnetik dalgaları yayan bir özelliği bulunduğu kabul edilmektedir.
Kuvanta Teorisi: Ünlü Alman teorik fizikçilerinden M. Planck 1900 yılında bazı
olayları açıklayabilmek için ışığın enerji tanecikleri olduklarını kabul etmek
gerektiğini ileri sürdü. Kuvanta teorisini kurdu. Bu teoriye göre, ışık
kaynağından kuvantum denen enerji tanecikleri fırlatılmaktadır. Her ışık
kavantumunun enerjisi ışığın frekansı f ile orantılıdır: En= hf. Burada h.
Planck sabiti olup değeri h = 6.62 . 10-27 erg/s dir. Bir süre bekletilen bu
teori 1905 de aşağıdaki olayı açıklamak için kullanıldı ve daha sonra modern
fiziğin en nemli teorisi olduğu anlaşıldı. İki kürecik arasında elektrik
boşalma, bunlar üzerine ışık düşürülürse daha alçak gerilimlerde baslar. Burada
ışığın rolü nedir? Dalga teorisiyle bu soruya cevap verilemez. 1905’te Einstein
foton adını verdiği ışık taneciklerinin madenler üzerine düşünce atomların
elektronlarını söktüğünü ve bunları fırlattığını söyleyerek yukarıdaki olayı
kolayca açıkladı. Fırlatılan elektronlar küreler arasındaki elektrik boşalmayı
kolaylaştırıyordu. Işık fotonlar inin madenlerden elektron sökmeleri olayına
fotoelektrik olay dendi. dolanırlar, Atoma enerji verilirse, elektron enerji
düzeyi daha yüksek dış yörüngelere sıçrar. Fakat bu yörüngelere kalamaz; düşük
enerjili iç yörüngelere atlar. Bu arada artan enerjiyi foton (veya kuvantum)
denen enerji tanecikleri şeklinde fırlatır. Bu olaya ışıma denir.
GÖZ KUSURLARI
Göz kusurlarına geçmeden önce görme olayının nasıl gerçekleştiğine kısaca
bakalım. Görme olayı cisimlerden gelen ışınlar sayesinde gerçekleşir. Cisimden
çıkan ışınlar göze gelerek gözün saydam kısımlarından kırılarak geçerler. Daha
sonra göz merceğine gelir. Göz merceği ince kas telleri aracılığıyla sıkışıp
gevşeyerek odak uzaklığını değiştirir ve cisimlerden gelen ışınları kırarak
görme sinirlerini bulunduğu tabaka olan retina üzerine düşmesini sağlar. Görme
olayını kısaca açıkladıktan sonra göz kusurlarını verelim. Göz kusurlarında
ışığın kırılması ile ilgili olanlar 3 tanedir. Birincisi miyopluk, 2. si
hipermetropluk, 3. sü ise astigmatlıktır.
Miyopluk: Göz yuvarlığının önden arkaya doğru uzanmış olmasıyla gözün uzaktaki
cisimleri net olarak görememesidir. Bu kusurda göz merceğinde kırılan ışınlar
retina üzerinde toplanması gerekirken bu bölgeye toplanamaz. Tedavisi için kalın
kenarlı mercek kullanılır.
Hipermetrop: Göz yuvarlığının öncen arkaya basık olmasından dolayı gözün
yakınındaki cisimleri görememesidir. Tedavisi için ince kenarlı mercek
kullanılır.
Astigmatlık : Gözün ön kısmında bulunan saydam kısımların küresek bir simetriye
sahip olmaması durumunda ortaya çıkar. Bu yüzden göze gelen ışınlar her yönde
eşit kırılmazlar ve cismin net görüntüsü meydana gelmez. |
