Kırmızı ışık neden Mor ışıktan hızlıdır?

Merhaba Ahmet,

Bu işin uzmanı olmamak ile birlikte sorularına yaptığım araştırmalar ve kişisel bilgi sınırlarım dahilinde cevap vermeye çalışacağım.

Öncelikle bahsettiğin olay yanılmıyorsam ışık prizma içerisine girdiği zaman yaşanıyor.

Farklı dalga boylarının, aynı ortamda farklı kırılma indeksleri gibi sonuç verdiği söylenebilir. Sanırım daha kısa dalga boyları (enerji yoğun) daha çok kırılıyor ve daha çok gecikiyor.

Eğer cam dikdörtgen prizma ise çıkışta fotonlar ters yönlü kırıldığı için çıkış açıları girişle aynı oluyor. Çok fazla bir saçılma olmuyor.

Ama üçgen prizmada durum biraz farklı. Prizma boyunca yol alan fotonlar farklılaşıyor ve çıkış açıları da farklılaştığı için saçılma oluyor.

Fotonlar uzayda aynı hızda olduğuna göre cam içinde de farklı dalga boylarının hızlarını aynı olmasını varsayıyoruz ama ne yazık ki böyle olmuyor. Örneğin kırılma indeksi beyaz için 2 olursa. Kırmızı ışık (uzun dalga boyu) için 2.1 olurken mor ışık için aynı camın kırılma indeksi 2.3 oluyor.

Kırılma dediğimiz olayda, her ışık dalgası farklı enerji seviyelerindeki elektronları uyaracaktır. Kısa dalga boylu yüksek enerjili fotonlar daha yüksek enerji (titreşim) seviyedeki elektronları uyarırken, daha düşük enerji seviyeli olanlar daha düşük enerji seviyesindeki elektronları uyaracaktır.

Beyaz ışık içinde gelen farklı dalgalardaki fotonlar prizmaya girdikleri zaman ilk olarak bu şekilde ayrışıyor olmalı.

Yörünge değiştiren elektron, ışıyarak eski seviyesine dönerken bıraktığı fotonda, bir sonraki atomun uyumlu elektronu ile etkileşime geçiyor olması lazım. Bu şekilde farklı fotonlar, farklı elektron seviyeleri ile etkileşirken de saçılma artıyor olmalı. Sonunda çıkışa geldiklerinde artık birbirlerinden tamamen ayrışmış olmalılar.

Elektronların uyarılma seviyeleri farklı olduğu için, ışıma esnasında açılar farklılaşıyor.

Sanırım farklı seviyedeki elektronlar arasında mesafe olduğu için, fotonların elektronlarca absorbe edilip, tekrar ışıması ve bir sonraki atomun elektronlarına aktarılması süreleri arasında da farklılıklar oluyor olmalı. (Dış yörüngeler arasındaki (daha uzun dalga boylu) foton alışverişi daha kolay gerçekleşiyor.

1. Kaynağa koyduğum sitede kabuklardaki elektron seviyelerinin değişimi- atlaması ile yapılan ışımanın frekansları gösteriliyor.

Sağlıcakla :)

Merhaba,

Özel görelilik teorisine göre ışık hızı evrendeki en yüksek hızdır. Fizikte " " harfi ile gösterilir, ayrıca ışığın boşluktaki hızı sabittir. Kırmızı ve mor ışık da diğer elektromanyetik dalgalar gibi boşlukta sabit bir hızda yayılır.

Beyaz ışık prizmadan geçerken görünür spektrumdaki renklere ayrılır. Bu renkler kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi ve mordur. Özel görelilik teorisinden yola çıkarak ışığın hızının sabit ve geçilemez olduğunu söylemiştik. Bu durumda

( : Frekans, : Hız, : Dalga boyu) formülünü

olarak yazabiliriz ve

şeklinde düzenleyebiliriz.

Mor ışığın frekansı kırmızı ışığın frekansından daha yüksek olarak ölçülmüştür. Yukarıdaki formülü kullanarak mor ışığın dalga boyunun kırmızı ışığın dalga boyundan daha düşük olduğu sonucu çıkarılabilir.

( : Enerji, : Planck sabiti, : Frekans)

formülünü kullanarak da mor ışığın enerjisinin kırmızı ışığın enerjisinden daha yüksek olduğu sonucunu çıkarabiliriz.

Sonuç olarak kırmızı ve mor ışığın hızı eşittir ve boşlukta ışık hızıyla yayılırlar.

İyi günler diliyorum.