Yeni Soru Sor
Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat
Sorulara Dön
Anonim
Anonim Üye
16

Işık en küçük ne kadar alana işleyebilir?

Yani ışığın yansıyacağı ölçeğin bir sınırı varmıdır, mesela neredeyse sonsuz (sonsuzdan kastım gerçekten çok küçük bir alan) küçüklükteki bir alan ışık tarafından aydınlatılabilirmi, yoksa ışığın yansıyabileceği alanın bir sınırı varmıdır doğrusu çok merak ediyorum. Teşekkür ederim.
1,448 görüntülenme
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
  • Dış Sitelerde Paylaş
  • Soruyu Takip Et
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
Tüm Reklamları Kapat
4 Cevap
Sabri Küsüroğlu
Kimyager

Işığın en küçük ne kadar alana işleyebileceği konusu, ışığın dalga doğası ve kuantum mekaniği ile ilişkilidir. Bu soruyu yanıtlamak için bazı temel prensipleri ve fiziksel sınırları göz önünde bulundurmalıyız.

Işığın Dalga Doğası ve Dalga Boyu

Işık, elektromanyetik bir dalga olarak tanımlanır ve belirli bir dalga boyuna sahiptir. Görünür ışık için bu dalga boyu yaklaşık 400 nanometre (nm) ile 700 nm arasında değişir. Işığın dalga boyu, onun yayılabileceği en küçük alanın da bir sınırını belirler.

Tüm Reklamları Kapat

Dalga Boyu ve Difraksiyon

Işık, dalga boyundan daha küçük ölçekli yapılarla etkileşime girdiğinde difraksiyon (kırınım) etkisi gösterir. Bu durum, ışığın dalga boyundan daha küçük bir alan üzerinde tam olarak odaklanmasının ve aydınlatılmasının zor olduğu anlamına gelir. Yani, ışığın dalga boyu onun yayılabileceği en küçük alanı belirler. Görünür ışık için bu sınır, yaklaşık 200 nm civarındadır.

Kuantum Mekaniği ve Planck Uzunluğu

Kuantum mekaniği perspektifinden bakıldığında, çok daha küçük ölçeklerde farklı sınırlar ortaya çıkar. Planck uzunluğu, doğada bilinen en küçük uzunluk ölçeğidir ve yaklaşık metredir. Ancak, bu ölçek ışığın yayılmasıyla ilgili değil, kuantum yerçekimi ve evrenin en temel yapı taşlarıyla ilgilidir.

Tüm Reklamları Kapat

Pratikteki Sınırlar

Pratik uygulamalarda, ışığın odaklanabileceği en küçük alan, kullanılan ışığın dalga boyuna ve optik sistemin kalitesine bağlıdır. Örneğin, mikroskoplarda kullanılan lazerler ve diğer ışık kaynakları, nanometre ölçeğinde alanları aydınlatmak ve incelemek için kullanılabilir. Ancak, bu sınır hiçbir zaman ışığın dalga boyunun altına inemez.

Özet

Dalga Boyu Sınırı: Işığın aydınlatabileceği en küçük alan, ışığın dalga boyu ile sınırlıdır. Görünür ışık için bu sınır yaklaşık 200 nm civarındadır.

Difraksiyon: Dalga boyundan daha küçük yapılar üzerinde ışığın etkili bir şekilde odaklanması ve yayılması zordur.

Kuantum Mekaniği: Çok daha küçük ölçeklerde (Planck uzunluğu gibi), ışığın davranışı kuantum mekaniği ve yerçekimi ile ilişkilidir.

Bu nedenle, ışığın en küçük ne kadar alana işleyebileceği, ışığın dalga boyu ve kullanılan optik tekniklerin sınırları tarafından belirlenir. Görünür ışık için bu sınır, dalga boyu civarındadır ve daha küçük ölçekler için farklı ışık türleri veya teknikler kullanılması gerekebilir.[1][2][3]

Kaynaklar

  1. B. E. A. Saleh. (2020). Fundamentals Of Photonics. ISBN: 9781119702115. Yayınevi: John Wiley & Sons.
  2. A. Zee. (2010). Quantum Field Theory In A Nutshell. ISBN: 9781400835324. Yayınevi: Princeton University Press.
  3. M. Born. (2019). Principles Of Optics. ISBN: 9781108477437. Yayınevi: Cambridge University Press.
Bu cevap, soru sahibi tarafından en iyi cevap seçilmiştir. Ancak bu, cevabın doğru olduğunu garanti etmez.
8
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
  • Dış Sitelerde Paylaş
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
İlhan Taşlı
Fizik İle İlgilenen

Fotonlar tanecik özelliği gösteriyor olsa da aslında gözle görülebilir fiziksel etkilerini elektromanyetik dalga özelliğine borçluyuz. Görünebilir ışık dalga boyu yaklaşık 400-700 nanometre arasındadır dolayısı ile bir taneciğin görünebilir dalga boyundaki ışığı yansıtabilmesi için 400 nanometreden daha küçük olmaması gerekir.

8
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
  • Dış Sitelerde Paylaş
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
Umut Çatak
Umut Çatak
51K UP
Kısa bir süre önce LGS'ye girdim.

Işık fotonları sonsuz küçüklükte bir noktaya bile sığabilir. Sorun şu ki bu fotonların aydınlattığı alan çok küçük olduğu için o alanı göremeyiz maalesef. Bu açıdan sorunun cevabı: "Evet aydınlatır.". Ama aydınlattığı alanı göremeyiz.

2
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
  • Dış Sitelerde Paylaş
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
Güzide Nur Kıyak
Boğaziçi Üniversitesi, fizik 2. sınıf öğrencisiyim

Klasik optikte ışık genellikle dalga olarak tanımlanıp objelerle etkileşimi yalnızca tek bir fotonun boyutuyla sınırlanmaz. Ama sorunuz fotonun da boyutuna değindiğinden kuantum mekaniğinin de özelliklerine değinmek gerekiyor. Bu yüzden sorunuzu birkaç başlık altında şöyle inceleyebiliriz:

1) Işığın Dalga Özelliği: Işığın yüzeylerden yansıyabilmesi için, yansıyacağı yüzeyin, kendi dalgaboyundan daha büyük olması gerekir. Eğer yüzeyin boyutu yeteri büyüklükte değilse bu sefer ışığın kırınım ve saçınım özellikleri devreye girer.

2) Fotonun Özellikleri: Fotonların belirli bir boyutu yoktur ama kendilerine özgü bir dalga boyutundan söz edebiliriz. Yani fotonlar dalga fonksiyonlarıyla tanımlanan bir olasılık dağılımına sahiptir. Dolayısıyla ışığın dalga boyundan daha küçük bir alanı aydınlatırsak, dalga fonksiyonları sayesinde, yine de kuantum düzeyinde etkileşimler elde edebiliriz.

Tüm Reklamları Kapat

3) Kuantum Mekaniği: Bahsettiğimiz sonsuz küçük ölçeklerde kuantum etkileri hakimdir. Dolayısıyla fotonların, bu ölçekte elektronlarla ve atomlarla etkileşimini incelemek gerekir (bkz. kuantum elektrodinamiği). Işığın dalga boyundan daha küçük sonsuz küçük bir alan için ışık yine de onunla etkileşime girebilir, ancak klasik aydınlatma veya yansıma anlamında davranmayacaklardır. Bunun yerine davranış, kuantum saçılması ve soğurma süreçleriyle tanımlanır.

Hepsini birleştirdiğimizde ışık, kendi dalga boyundan daha küçük alanlarla bile etkileşime girebilirmiş gibi duruyor. Klasik yansıma doğru terim olmasa da, fotonlar yine de bu küçük alanlarla emilebilir, dağılabilir veya başka şekilde etkileşime girebilir. Ancak bunlar günlük hayatta gördüğümüz anlamda davranışlar olmayacakmış gibi bir yandan.

3
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
  • Dış Sitelerde Paylaş
  • Raporla
  • Mantık Hatası Bildir
Daha Fazla Cevap Göster
Cevap Ver
Evrim Ağacı Soru & Cevap Platformu, Türkiye'deki bilimseverler tarafından kolektif ve öz denetime dayalı bir şekilde sürdürülen, özgür bir ortamdır. Evrim Ağacı tarafından yayınlanan makalelerin aksine, bu platforma girilen soru ve cevapların içeriği veya gerçek/doğru olup olmadıkları Evrim Ağacı yönetimi tarafından denetlenmemektedir. Evrim Ağacı, bu platformda yayınlanan cevapları herhangi bir şekilde desteklememekte veya doğruluğunu garanti etmemektedir. Doğru olmadığını düşündüğünüz cevapları, size sunulan denetim araçlarıyla işaretleyebilir, daha doğru olan cevapları kaynaklarıyla girebilir ve oylama araçlarıyla platformun daha güvenilir bir ortama evrimleşmesine katkı sağlayabilirsiniz.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close