Işık nasıl hareket eder?

Kısa Bilgi

Işık nasıl hareket eder?

Işık nasıl hareket eder?

İçinde yaşadığımız dünyanın en büyük gizemlerinden biri ışıktır. Hala tam olarak ne olduğunu bilmiyoruz. Sadece yapısı açısından tanımlanabilir. Işığın bir enerji formu olduğunu biliyoruz. Diğer bazı enerji ısısı, radyo dalgaları ve X Işınları gibi dalgalarının hızı, frekansı ve uzunluğu ölçülebilir. Başka şekillerde davranışı, onu bu diğer enerji türlerine de benzer kılar. Işık hızını biliyoruz. Saniyede yaklaşık 140.000 kilometre hızla hareket eder. Bu, bir yıl içinde bir ışık demetinin 5.880.000.000.000 kilometre yol kat ettiği anlamına gelir. Bu, gökbilimcilerin ‘ışık yılı’ dedikleri uzaklıktır ve uzaydaki mesafeleri ölçmek için kullanılan birimdir. Işığın ne olduğunu ve nasıl seyahat ettiğini anlamaya çalışırken birçok teori geliştirilmiştir.

On yedinci yüzyılda Sir Isaac Newton, ışığın, bir şekilde ışık kaynağından atılan minik mermiler gibi, ‘cisimcikler’ den oluşması gerektiğini söylemişti, ancak bu ‘cisimcik’ ışık teorisi, ışığın davranış şekillerinin çoğunu açıklayamıyordu. Aynı zamanda, Christian Huygens adlı bir adam bir ışık ‘dalga teorisi’ geliştirdi. Onun fikri, bir havuza düşen bir çakıl taşının dalgalar oluşturması gibi, ışıklı bir parçacığın da darbeler veya dalgalar başlatmasıydı. Dalgalar ya da cisimler neredeyse 1 yıl boyunca tartışıldı. Yavaş yavaş, ışığın belirli etkileri bilindikçe, ışık tanecikleri fikri ortadan kalktı. Bilim adamları artık ışığın hem parçacık hem de dalga olarak davrandığına inanıyor. Deneyler, her iki fikri de gösterebilir. Doğrusu, ‘Işık nedir?’ sorusuna tam bir yanıt veremeyiz.

Sör Isaac Newton kimdi?

Sir Isaac Newton, çoğu zaman dünyanın en iyi bilim adamı olarak kabul edilir.1642’de Lincoln’de doğdu, Cambridge’de okudu ve yerçekimi yasasını keşfetmeye ve ilk yansıtıcı teleskopu icat etmeye devam etti.1702’de şövalyelik yaptı ve 1727’de öldü. Westminster Abbey’de gömüldü.Başyapıtı Principia’yı 1687’de yazdı.

theory of light

Newton’un hareket yasalarına göre, bir cismin hızı kütlesine bağlı değildir, ancak pratikte, daha ağır bir maddenin yerçekimi altında aynı mesafeyi kat etmesi, daha hafif bir cisimden daha az zaman alır.Neden?

Sorunun ilk kısmı biraz yanıltıcıdır. Newton yasalarına göre, bir cismin bir kuvvet uygulandığında ivmesi, kütlesiyle ters orantılıdır. Aynı kuvvetle, bir golf topunu ağır bir kaya veya motorlu arabadan çok daha uzağa fırlatabilirsiniz. Şimdi, m kütlesinin on parçasına bölünmüş büyük bir cisim düşünün. Bu parçaların her birinin üzerindeki yerçekimi kuvveti, m x g’ye eşit olacaktır; burada g, yerçekimine bağlı ivmedir. Birbirine bağlanan bu parçalardan on tanesi üzerindeki kuvvet 10 x m x g olacaktır. Parçaların her birinin yerçekimine bağlı ivmesi, hepsinin kümelenmesi ile aynı kalacaktır, yani g. İvme aynıysa, herhangi bir andan sonraki hız da aynı olacaktır. Bu nedenle, daha ağır nesnelerin yerçekimi kuvveti altında daha hızlı düştüğü doğru değildir. Galileo bunu gösteren ilk kişi oldu. Deneyi kendiniz yapabilirsiniz; bir binanın birinci katından bir misket ve bir kriket topu atın ve iniş zamanlarını kaydedin. Kağıt şeritleri ve diğer hafif nesneler çok daha yavaş düşüyor gibi görünüyor, ancak bunun nedeni hava direncidir.

Işık yerçekiminden etkilenebilir mi?Eğer öyleyse, fotonların kütlesi yok mu?

Evet, ışık yer çekiminden etkilenir.Bu, Einstein’ın Genel Görelilik Teorisinin temel unsurudur.Buna bakmanın bir yolu, kütle varlığının, iki nokta arasındaki en kısa mesafenin düz bir çizgi değil, jeodezik olacağı şekilde etrafındaki boşluğu eğdiğini söylemekti.Böyle bir uzayda, hızlandırılmamış bir varlığın hareketi, düz bir çizgi boyunca değil, eğri jeodezik boyunca olacaktır.Bunun etkisi, Güneş gibi büyük bir nesnenin çok yakınından geçen uzak bir yıldızdan gelen ışığın bükülmesi olacaktır;bu yüzden bize yıldızın konumu değişmiş gibi görünecektir.Bu fenomenin nicel doğrulaması, Genel Görelilik Teorisi için en eski desteklerden birini sağladı.Nesne Güneş’ten çok daha ağır, ancak daha küçük ve daha yoğun bir kara delik ise, yerçekimi kuvveti, ortaya çıkan radyasyonu her yerde büküp dışarı çıkmasını engelleyecek kadar güçlü olacaktır.Aslında kara deliklere kara denmesinin nedeni budur.

Yerçekiminin ışık üzerinde unutmamamız gereken başka bir etkisi vardır.Yerçekimi kuyusundan çıkan ışık fotonları enerji kaybeder - dalga boyu kırmızıya doğru kayar (yani uzar).