12. sınıf: Modern Fizik

Foton ve fotoelektrik olay

Görelilik ve madde dalgaları

İlgili kazanımlar

• 12.5.1.1 Michelson–Morley deneyinin amacını ve sonuçlarını açıklar.
• 12.5.1.2 Einstein’ın özel görelilik teorisinin temel postülalarını ifade eder.
• 12.5.1.3 Göreli zaman ve göreli uzunluk kavramlarını açıklar.
• 12.5.1.4 Kütle-enerji eşdeğerliğini açıklar.
• 12.5.2.1 Siyah cisim ışımasını açıklar.
• 12.5.3.1 Foton kavramını açıklar.
• 12.5.3.2 Fotoelektrik olayını açıklar.
• 12.5.3.3 Farklı metaller için maksimum kinetik enerji-frekans grafiğini çizer.
• 12.5.3.4 Fotoelektronların sahip olduğu maksimum kinetik enerji, durdurma gerilimi ve metalin eşik enerjisi arasındaki matematiksel ilişkiyi açıklar.
• 12.5.3.5 Fotoelektrik olayın günlük hayattaki uygulamalarına örnekler verir.
• 12.5.3.6 Fotoelektrik olayla ilgili hesaplamalar yapar.
• 12.5.4.1 Compton olayında foton ve elektron etkileşimini açıklar.
• 12.5.4.2 Compton ve fotoelektrik olaylarının benzer yönlerini belirterek ışığın tanecik doğası hakkında çıkarım yapar.
• 12.5.4.3 Işığın ikili doğasını açıklar.
• 12.5.4.4 Madde ve dalga arasındaki ilişkiyi açıklar.

Çözümlü örnekler

Örnek 1

Aşağıdaki dört önermeden kaç tanesi doğrudur? 1) Deneyin baştan belirlenmiş amacı esirin yokluğunu kanıtlamaktı. 2) Döndürmede basit esir modelinin beklediği kayma doğrulandı. 3) Sıfır sonuç bütün olası tercihli çerçeve modellerini tek başına dışlar. 4) Düzenek ışık yollarını fotoelektron sayarak karşılaştırır.

• A)
  $1$
• B)
  $3$
• C)
  $4$
• D)
  $0$
• E)
  $2$

Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Görünen modern fizik verilerinden çıkarım): $$\text{Deneyin baştan belirlenmiş amacı esirin yokluğunu kanıtlamaktı.}\Longrightarrow \left(\text{Amaç öngörülen yön etkisini sınamaktı.};0\right)$$

2. Adım (Görünen modern fizik verilerinden çıkarım): $$\text{Döndürmede basit esir modelinin beklediği kayma doğrulandı.}\Longrightarrow \left(\text{Gözlem beklenen kaymanın saptanmamasıdır.};0\right)$$

3. Adım (Görünen modern fizik verilerinden çıkarım): $$\text{Sıfır sonuç bütün olası tercihli çerçeve modellerini tek başına dışlar.}\Longrightarrow \left(\text{Bir deneyin sonucu sınanan öngörüyle sınırlıdır.};0\right)$$

4. Adım (Görünen modern fizik verilerinden çıkarım): $$\text{Düzenek ışık yollarını fotoelektron sayarak karşılaştırır.}\Longrightarrow \left(\text{Düzenek optik girişimi karşılaştırır.};0\right)$$

5. Adım (Görünen modern fizik verilerinden çıkarım): $$0+0+0+0=0$$

Cevap

$0$

Örnek 3

Tek fotonlu fotoelektrik modelinde metalin eşiği ve gelen dört tekil fotonun enerjileri şemadadır. Eşik eşitliğinde sıfır kinetik enerjili sökülme kabul edilsin. Hangi fotonlar elektron sökebilir?

• A)
  A,C,D
• B)
  A,B,C,D
• C)
  A,B,D
• D)
  B,C,D
• E)
  A,B,C

Çözümü ve cevabı göster

↔ Uzun ifadeleri yatay kaydırabilirsiniz.

1. Adım (Görünen modern fizik verilerinden çıkarım): $$5\ge 4\Longrightarrow \text{A: söker}$$

2. Adım (Görünen modern fizik verilerinden çıkarım): $$6\ge 4\Longrightarrow \text{B: söker}$$

3. Adım (Görünen modern fizik verilerinden çıkarım): $$4\ge 4\Longrightarrow \text{C: söker}$$

4. Adım (Görünen modern fizik verilerinden çıkarım): $$3<4\Longrightarrow \text{D: sökmez}$$

5. Adım (Görünen modern fizik verilerinden çıkarım): $$\left(\text{A: söker};\text{B: söker};\text{C: söker};\text{D: sökmez}\right)\Longrightarrow \text{A,B,C}$$

Cevap

A,B,C

Sık yapılan hatalar

• Işık şiddeti artırılınca her durumda maksimum elektron enerjisinin arttığını düşünmek.
• Eşik frekansın altındaki ışığın yalnız daha uzun bekleyerek elektron koparacağını varsaymak.
• Madde dalga boyunu momentumla doğru orantılı almak.

Uygulama ve etkinlik sınırları

Fotoelektrik, Compton ve görelilik deneyleri bu sayfada gerçekleştirilmez; örnekler verilen deney verilerini yorumlar.

Çalışmaya devam edin