Birine “a\u011fa\u00e7 nedir?” diye sorsayd\u0131k buna cevap vermesi pek zor olmazd\u0131, ancak cevab\u0131n i\u00e7eri\u011fi ki\u015finin bak\u0131\u015f a\u00e7\u0131s\u0131na ba\u011fl\u0131 olurdu. \u00d6rne\u011fin \u00e7o\u011fumuz muhtemelen bir a\u011fac\u0131n en bariz fiziksel niteliklerini sayard\u0131k: B\u00fcy\u00fckl\u00fc\u011f\u00fc, k\u00fctlesi, rengi, genel yap\u0131s\u0131 vs. Ama bir botanik\u00e7i a\u011fac\u0131n nas\u0131l ortaya \u00e7\u0131kt\u0131\u011f\u0131n\u0131, b\u00fcy\u00fcd\u00fc\u011f\u00fcn\u00fc ve geli\u015fti\u011fini anlat\u0131rd\u0131. Biyokimyac\u0131 kimyasal yap\u0131s\u0131ndan s\u00f6z ederdi: Sel\u00fcloz, klorofil vs. Bir \u00e7ift\u00e7i veya kereste ticaretiyle u\u011fra\u015fan biri de a\u011fa\u00e7tan elde etti\u011fi \u00fcr\u00fcnlerden s\u00f6z ederdi: Meyve veya kereste. Birlikte g\u00f6z \u00f6n\u00fcne al\u0131nd\u0131\u011f\u0131nda, b\u00fct\u00fcn bu tarifler a\u011fa\u00e7 denince ne anlad\u0131\u011f\u0131m\u0131z\u0131 g\u00f6sterir. \u00d6mr\u00fcnde a\u011fa\u00e7 g\u00f6rmemi\u015f birine a\u011fac\u0131 anlatmak isteseydik, yukar\u0131dakilerin hepsini saymam\u0131z gerekirdi. Fotonlar konusunda da durum b\u00f6yledir. “Foton nedir?” sorusuna cevap ararken bir \u00e7ok de\u011fi\u015fik perspektiften bakan cevaba gerek vard\u0131r. En bariz \u00f6zelliklerini \u015f\u00f6yle sayabiliriz: Durgun k\u00fctlesi s\u0131f\u0131rd\u0131r; \u0131\u015f\u0131k h\u0131z\u0131yla gider; etkile\u015fimlere par\u00e7ac\u0131k olarak girebilir ancak dalga olarak yay\u0131l\u0131r; E=hn, p=h\/l ve E=pc ba\u011f\u0131nt\u0131lar\u0131na uyar; k\u00fctlesi s\u0131f\u0131r oldu\u011fu halde di\u011fer par\u00e7ac\u0131klar gibi k\u00fctle \u00e7ekiminden bile etkilenir. Farkl\u0131 bir a\u00e7\u0131dan, fotonlar\u0131n nas\u0131l ortaya \u00e7\u0131kt\u0131klar\u0131n\u0131 (bremsstrahlung proseslerinde oldu\u011fu gibi) veya bir yerden ba\u015fka bir yere giderken nas\u0131l hareket ettiklerini anlatabiliriz. Temel fizikteki yerlerini bile belirtebiliriz: Fotonlar elektromagnetik kuvveti iletirler. Bu a\u00e7\u0131dan bak\u0131l\u0131nca, iki elektrik y\u00fck\u00fc fotonlar\u0131 “takas ederek” etkile\u015fir (fotonlar bir y\u00fckten yay\u0131nlan\u0131r, \u00f6teki y\u00fck taraf\u0131ndan so\u011furulur). Bu fotonlar genellikle hayali veya “virt\u00fcel” (sezilgen) fotonlard\u0131r, adlar\u0131 sadece teorik fizi\u011fin matematiksel formalizminde an\u0131l\u0131r, fakat ger\u00e7ek fotonlar\u0131n sahip olduklar\u0131 b\u00fct\u00fcn \u00f6zellikleri ta\u015f\u0131rlar.
\n Bilinen hi\u00e7 bir cevab\u0131 olmayan bir soru, fotonun i\u00e7 yap\u0131s\u0131n\u0131n ne oldu\u011fudur. Foton nelerden mamuld\u00fcr? Mahiyetlerinin, ger\u00e7ek matematiksel anlamda, “nokta” oldu\u011funa inand\u0131\u011f\u0131m\u0131z foton ve elektron gibi baz\u0131 elemanter (en basit yap\u0131ta\u015f\u0131) par\u00e7ac\u0131klar bulunuyor: Fiziksel hi\u00e7 bir b\u00fcy\u00fckleri yoktur ve par\u00e7alardan olu\u015fan i\u00e7 yap\u0131lar\u0131 olmad\u0131\u011f\u0131ndan par\u00e7alar\u0131na ayr\u0131lamazlar.
\n Fotonla ilgili olarak cevaplanmas\u0131 en zor soru, onun bir par\u00e7ac\u0131k m\u0131 yoksa dalga m\u0131 oldu\u011fu sorusudur. Yukarda say\u0131lan \u00f6zelliklere sahip bu fiziksel par\u00e7ac\u0131k, onunkinden \u00e7ok farkl\u0131 \u00f6zellikler listesine sahip elektromagnetik dalgadan daha m\u0131 ger\u00e7ektir?
\n Burada bir paradoksun varl\u0131\u011f\u0131 a\u015fikar. Giri\u015fim ve k\u0131r\u0131n\u0131m i\u00e7eren baz\u0131 deneyler elektromagnetik radyasyonun (\u0131\u015f\u0131man\u0131n) deney d\u00fczene\u011fiyle dalgalar olarak etkile\u015ftiklerini g\u00f6steriyor; fotoelektrik etki ve Compton sa\u00e7\u0131lmas\u0131 gibi ba\u015fka deneyler de elektromagnetik radyasyonun foton olarak bilinen par\u00e7ac\u0131k-gibi quantumlar \u015feklinde etkile\u015fti\u011fini g\u00f6steriyor. \u015euras\u0131 kesin ki dalga ve par\u00e7ac\u0131k yorumlar\u0131 uyumlu de\u011fildir: Par\u00e7ac\u0131klar enerjilerini konsantre paketler halinde verirken bir dalgan\u0131n enerjisi b\u00fct\u00fcn dalga cephesi \u00fczerinde d\u00fczg\u00fcn olarak yay\u0131l\u0131r. \u00d6rne\u011fin \u0131\u015f\u0131\u011f\u0131 sadece par\u00e7ac\u0131klar olarak ele al\u0131rsak \u00e7ift-yar\u0131k deneyinde g\u00f6zlenen giri\u015fim desenini a\u00e7\u0131klamak zor olur. Bir par\u00e7ac\u0131k ya bir yar\u0131ktan ya da di\u011ferinden gitmelidir; sadece bir dalga cephesi ikiye ayr\u0131larak her iki yar\u0131ktan ge\u00e7er ve sonra birle\u015fir.
\n Dalga ve par\u00e7ac\u0131k yorumlar\u0131n\u0131 ge\u00e7erli fakat birbirini d\u0131\u015flayan alternatifler olarak kabul edersek, bir kaynaktan \u00e7\u0131kan \u0131\u015f\u0131\u011f\u0131n ya dalga ya da par\u00e7ac\u0131k olarak yay\u0131lmas\u0131 gerekti\u011fini de kabul etmemiz gerekir. Kaynak ne t\u00fcr \u0131\u015f\u0131k (dalga veya par\u00e7ac\u0131k) \u00fcretmesi gerekti\u011fini nas\u0131l bilebilir? Farz edelim ki kayna\u011f\u0131n bir taraf\u0131na \u00e7ift-yar\u0131k d\u00fczene\u011fi di\u011fer taraf\u0131na da fotoelektrik d\u00fczene\u011fi koyduk. \u00c7ift-yar\u0131k d\u00fczene\u011fi taraf\u0131na yay\u0131lan \u0131\u015f\u0131k dalga gibi davran\u0131r, fotosel taraf\u0131na yay\u0131lan \u0131\u015f\u0131k par\u00e7ac\u0131k gibi davran\u0131r. Kaynak hangi y\u00f6ne dalga ve hangi y\u00f6ne par\u00e7ac\u0131k yay\u0131nlayaca\u011f\u0131n\u0131 nas\u0131l bildi?
\n Belki de tabiatta, hangi deneyi yapt\u0131\u011f\u0131m\u0131z\u0131 geriye, kayna\u011fa, haber veren bir t\u00fcr “gizli kod” var ve kaynak dalga veya par\u00e7ac\u0131k \u00fcretmesi gerekti\u011fini geri gelen sinyale g\u00f6re anl\u0131yor. Yukar\u0131daki ikili deneyi uzaklardaki bir galaksiden gelen \u0131\u015f\u0131kla tekrarlayal\u0131m. I\u015f\u0131k bize, kabaca, evrenin ya\u015f\u0131 (15.10 \u00fcss\u00fc 9 sene )onbe\u015f milyar sene kadar uzaktan geliyor olsun. B\u00f6yle bir deneyde, bizim laboratuardaki \u00e7ift-yar\u0131k deney d\u00fczene\u011fini al\u0131p yerine fotoelektrik deney d\u00fczene\u011fini koymam\u0131z i\u00e7in ge\u00e7en zaman zarf\u0131nda, \u0131\u015f\u0131\u011f\u0131n bu de\u011fi\u015fikli\u011fi kayna\u011fa haber vermesi m\u00fcmk\u00fcn olamazd\u0131; ancak y\u0131ld\u0131z \u0131\u015f\u0131\u011f\u0131n\u0131n hem \u00e7ift-yar\u0131k giri\u015fimini hem de fotoelektrik etkiyi olu\u015fturdu\u011funu yine g\u00f6zlerdik.
\n O halde rahats\u0131z edici bir sonucun kapan\u0131na k\u0131s\u0131ld\u0131k: I\u015f\u0131k ne par\u00e7ac\u0131k ne de dalga; her nas\u0131lsa hem par\u00e7ac\u0131k hem de dalga ve yapmakta oldu\u011fumuz deneyin t\u00fcr\u00fcne g\u00f6re bize her defas\u0131nda sadece bir y\u00fcz\u00fcn\u00fc g\u00f6steriyor: Par\u00e7ac\u0131k-tipi bir deneyde par\u00e7ac\u0131k y\u00fcz\u00fcn\u00fc ve dalga-tipi bir deneyde dalga y\u00fcz\u00fcn\u00fc. Bizim \u0131\u015f\u0131\u011f\u0131 ya dalga ya da par\u00e7ac\u0131k olarak s\u0131n\u0131fland\u0131rmakta ba\u015far\u0131s\u0131z olu\u015fumuzun nedeni, \u0131\u015f\u0131\u011f\u0131n tabiat\u0131n\u0131 anlamaktaki ba\u015far\u0131s\u0131zl\u0131\u011f\u0131m\u0131zdan ziyade, s\u0131n\u0131rl\u0131 kelime hazinemizin, basit bir dalga veya par\u00e7ac\u0131ktan daha zarif ve daha esrarengiz bir olguyu tan\u0131mlamaktaki yetersizli\u011fidir.
\n \u00c7ift-yar\u0131k desenini g\u00f6zlemek i\u00e7in g\u00f6z\u00fcm\u00fcz\u00fc veya bir foto\u011frafik filmi kullan\u0131rsak durum daha da zorla\u015f\u0131r. Hem g\u00f6z\u00fcm\u00fcz hem de film bireysel fotonlara tepki verir. Bir tek foton bir retina h\u00fccresi taraf\u0131ndan so\u011furuldu\u011funda, beyne kadar giden bir elektrik impulsu meydana gelir (tabi, g\u00f6rme b\u00f6yle bir \u00e7ok impulstan olu\u015fur). Bir tek foton film taraf\u0131ndan so\u011furuldu\u011funda foto\u011frafik em\u00fclsiyonun minik bir b\u00f6lgesi karar\u0131r; tam bir resim i\u00e7in \u00e7ok fazla say\u0131da minik b\u00f6lgenin kararmas\u0131 gerekir.
\n Bir an i\u00e7in, fotonlar\u0131 so\u011furur ve karar\u0131rken filmin tek tek minik b\u00f6lgelerini g\u00f6rebildi\u011fimizi farz edelim ve bu deneyi, fotonlar aras\u0131nda nisbeten uzun zaman aral\u0131klar\u0131n\u0131n bulundu\u011fu, \u00e7ok zay\u0131f bir \u0131\u015f\u0131k kayna\u011f\u0131yla yapal\u0131m. \u00d6nce bir b\u00f6lgeci\u011fin, ard\u0131ndan di\u011ferinin, sonra bir ba\u015fkas\u0131n\u0131n … karard\u0131\u011f\u0131n\u0131 ve ancak \u00e7ok say\u0131da foton filme d\u00fc\u015ft\u00fckten sonra giri\u015fim deseninin ortaya \u00e7\u0131kmaya ba\u015flad\u0131\u011f\u0131n\u0131 g\u00f6recektik. Alternatif olarak, \u00e7ift-yar\u0131k deneyinin dalga yorumu, ekrana \u00e7arpan dalga cephelerinin net elektrik alan\u0131n\u0131, iki yar\u0131ktan ge\u00e7mek \u00fczere gelen dalga cephelerinin k\u0131smi elektrik alanlar\u0131n\u0131 \u00fcst \u00fcste bindirme yoluyla hesaplayabilece\u011fimizi d\u00fc\u015f\u00fcnd\u00fcr\u00fcyor. Bu durumda birle\u015fik dalgan\u0131n \u015fiddetini veya g\u00fcc\u00fcn\u00fc ilgili denklemlerle bulabilirdik. Bile\u015fke \u015fiddetin de \u00e7ift-yar\u0131k deneyindeki gibi minimum ve maksimumlar g\u00f6stermesini beklerdik.
\n \u00d6zetle, giri\u015fim deseninin kayna\u011f\u0131n\u0131n ve ortaya \u00e7\u0131k\u0131\u015f\u0131n\u0131n do\u011fru a\u00e7\u0131klamas\u0131 dalga yorumunda, film \u00fczerindeki desenin olu\u015fumunun do\u011fru a\u00e7\u0131klamas\u0131 da par\u00e7ac\u0131k yorumundad\u0131r. Bizim s\u0131n\u0131rl\u0131 kelime hazinemiz ve her g\u00fcnk\u00fc deneyimlerimize g\u00f6re bu iki a\u00e7\u0131klama ayn\u0131 anda do\u011fru olamaz, elektromagnetik \u0131\u015f\u0131man\u0131n tam bir a\u00e7\u0131klamas\u0131n\u0131 vermek \u00fczere ikisi bir \u015fekilde birle\u015ftirilmelidir.
\n Bu dalga-par\u00e7ac\u0131k ikili tabiat dilemmas\u0131 basit bir a\u00e7\u0131klamayla \u00e7\u00f6z\u00fclemez. Quantum teorisi ortaya at\u0131ld\u0131\u011f\u0131ndan beri fizik\u00e7iler ve filozoflar bu sorun \u00fczerinde kafa patlatt\u0131lar. Diyebilece\u011fimizin en iyisi, ne dalga ne de par\u00e7ac\u0131k yorumunun ayn\u0131 anda tamamen do\u011fru olmad\u0131\u011f\u0131, fiziksel olgular\u0131 tam olarak a\u00e7\u0131klamak i\u00e7in ikisine de gerek duydu\u011fumuz ve bunlar\u0131n birbirlerini tamamlad\u0131klar\u0131d\u0131r. \u00c7ift-yar\u0131k deneyinde \u015fu \u015fekilde ak\u0131l y\u00fcr\u00fctebiliriz: Bir \u0131\u015f\u0131ma “kayna\u011f\u0131” ile elektromagnetik alan aras\u0131ndaki etkile\u015fim quantizedir (s\u00fcrekli de\u011fil, kesik kesiktir) ve atomlar\u0131 bireysel fotonlar yayan kaynaklar olarak d\u00fc\u015f\u00fcnebiliriz. Deneyin di\u011fer taraf\u0131ndaki, foto\u011frafik film taraf\u0131ndaki, etkile\u015fim de quantizedir ve atomlar\u0131n bireysel fotonlar\u0131 so\u011furduklar\u0131n\u0131 tasavvur edebiliriz. \u0130kisinin aras\u0131nda, elektromagnetik enerji d\u00fczg\u00fcn ve s\u00fcrekli olarak bir dalga gibi ilerler ve dalga-gibi davran\u0131\u015f sergiler (giri\u015fim veya k\u0131r\u0131n\u0131m). \u00c7ift-yar\u0131\u011f\u0131n etkisi dalgan\u0131n ilerleyi\u015fini de\u011fi\u015ftirmektir (\u00f6rne\u011fin, d\u00fczlem dalgadan karakteristik \u00e7ift-yar\u0131k desenine). Dalga \u015fiddetinin b\u00fcy\u00fck oldu\u011fu yerlerde, foto\u011fraf filmi \u00e7ok say\u0131da fotonun varl\u0131\u011f\u0131n\u0131 haber verir; \u015fiddetin k\u00fc\u00e7\u00fck oldu\u011fu yerlerde az say\u0131da foton g\u00f6zlenir. Bir dalgan\u0131n \u015fiddeti genli\u011finin karesiyle orant\u0131l\u0131 oldu\u011fundan \u015fu ba\u011f\u0131nt\u0131 yaz\u0131l\u0131r:
\n fotonlar\u0131 g\u00f6zleme olas\u0131l\u0131\u011f\u0131 \u00b5 (elektrik alan genli\u011fi)2
\n \u0130\u015fte bu ifade dalga davran\u0131\u015f\u0131 ile par\u00e7ac\u0131k davran\u0131\u015f\u0131 aras\u0131ndaki nihai ili\u015fkiyi sa\u011flar. \u00d6nceleri klasik par\u00e7ac\u0131klar olarak d\u00fc\u015f\u00fcn\u00fclen elektron gibi nesnelerin dalga ve par\u00e7ac\u0131k davran\u0131\u015flar\u0131n\u0131 da benzer bir ifade birbirine ba\u011flar.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Birine “a\u011fa\u00e7 nedir?” diye sorsayd\u0131k buna cevap vermesi pek zor olmazd\u0131, ancak cevab\u0131n i\u00e7eri\u011fi ki\u015finin bak\u0131\u015f a\u00e7\u0131s\u0131na ba\u011fl\u0131 olurdu. \u00d6rne\u011fin \u00e7o\u011fumuz muhtemelen bir a\u011fac\u0131n en bariz fiziksel niteliklerini sayard\u0131k: B\u00fcy\u00fckl\u00fc\u011f\u00fc, k\u00fctlesi, rengi, genel yap\u0131s\u0131 vs. Ama bir botanik\u00e7i a\u011fac\u0131n nas\u0131l ortaya \u00e7\u0131kt\u0131\u011f\u0131n\u0131, b\u00fcy\u00fcd\u00fc\u011f\u00fcn\u00fc ve geli\u015fti\u011fini anlat\u0131rd\u0131. Biyokimyac\u0131 kimyasal yap\u0131s\u0131ndan s\u00f6z ederdi: Sel\u00fcloz, klorofil vs. Bir …<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1407,1403],"tags":[11545,11403,2776,2777,11505,3578,11544],"class_list":["post-6100","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-fen-ve-teknoloji-odevleri","category-odevler","tag-elektrik-alan-genligi","tag-elektromagnetik-kuvvet","tag-fizik","tag-fotoelektrik","tag-foton-nedir","tag-isik","tag-quantum-teorisi"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6100","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6100"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6100\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6100"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6100"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.islamidavet.com\/kutuphane\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6100"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}