Fotonlar en küçük enerji birimi midir? Yardımcı olursanız sevinirim.
Planck sabiti evrenin kesikliliğinin en küçük birimidir. Değeri = 6.62607015×10−34 Joule/saniyedir. Yani evrendeki en küçük uzunluk, zaman veya enerji ölçüsüdür diyebiliriz (aslında tam değil ama onları ölçmek için kullanabiliyoruz)
örneğin enerji açısından ele alalım:
Biz doğadaki her parçacığın hem dalga hem parçacık gibi davrandığını biliyoruz. bir dalganın saniyediki titreşim sayısı frekanstır(v) ve birimi Hertz'dir.. Elimizde bir hayi A parçacağı olsun. Bu parçacığın enerjisini şöyle buluyoruz.
Enerji(E) = Frekans(v) * planck sabiti(h) (kullandığım harfler uluslararsı kısatmalar)
şimdi elimizdeki A parçacığın frekansı hayalen 1 olsun. o durumda bu parçacığın enerjisi 1*planck sabiti = planck sabiti olur. Demek ki evrendeki herhangi bir parçacığın en küçük enerjisi planck sabiti kadar olabilir.
biz herhangi bir parçacığın(ve tabi aynı zamanda dalganın) frekansını biliyorsak onu plank sabiti ile bulup enerjisini hesaplayabiliriz.
bunu uzunluk, zaman gibi değerler için de kullanmak mümkün. Mesela kafanızda yerleşmesi açısından söyleyeyim planck sabitinden daha kısa zaman fizik açısından yok kabul edilir. Yani bir anlamda(sadece benzetme açısından) "an" kelimesini temsil eder.
Gelelim foton sorunuza. Foton bir parçacık olduğu için onu birim kabul edemeyiz. Ancak gluonlar ile birlikte durgun kütleleri yok kabul edildiğinden (bu enerjileri olmadığı anlamına gelmez çünkü harektlerinden kaynaklanan kinetik enerjileri var) evrendeki en hafif parçacıklardır.
Merhabalar. Bu sabitin Max Planck tarafından ortaya atılmasının temelinde Siyah Cisim Işıması vardır. Klasik fizikçiler bir maddeye sürekli enerji verildikçe bu maddenin yapacağı ışınımın enerjisinin de devamlı artacağını düşünüyorlardı ancak deneysel verilen bunun bu şekilde gerçekleşmediğini ortaya koydu. (Aşağıya bırakacağım bağlantıdan klasik fiziğin öngördüğü ve deneysel çalışmaların sonuçlarının grafiğini görebilirsin.)
Bu durum sonucunda Max Planck enerjinin değişiminin sürekli olmadığını, kesikli şekilde olması gerektiğini ileri sürdü. Bunu kesikli olma durumunun kuanta adı verilen enerji paketçikleri sayesinde gerçekleştiğini belirtti.
Matematiksel olarak oluşturduğu denklemdeki Planck Sabiti'ni, bir fotonun dalga frekansına bağıl olarak taşıyabileceği enerji miktarı olarak tanımladı. E = hf şeklinde bildiğimiz denklemde h, Planck Sabiti ve f ise frekansı temsil eder.
Kuantum Fiziği'nin doğmasında oldukça önemli bir yere sahip olan bu açıklamalar Max Planck'e Nobel ödülünü kazandırmıştır.
1900 yılında Alman termodinamikçi Max Planck, kara cisim ışımasında ortaya çıkan grafiğin çözümünü bazı varsayımlara dayandırdı.
Bu yaklaşıma göre ışık dalga değil parçacıklardan oluşmaktaydı. Ona göre ışık, her bir parçacığının enerjisi h.v olan enerji paketleri halinde yayılmaktaydı.
Planck bağımsız dalga paketlerinden oluşan ışığın her birimine foton ya da kuantum adını verdi. Işığın yayılması ya da soğrulması ancak belirli enerji değerlerine sahip iki farklı enerji seviyesindeki geçiş sonucu olmalıydı.
Planck formülü
Her ışığın (rengin) kendine özgü fotonları vardır ve fotonlar en küçük enerji birimleridir. Mavi ışığın fotonunun enerjisi yeşilden, yeşilinki de kırmızıdan büyüktür. Burada enerjiyle dalga boyu arasında bir ilişkiden söz edilir. Yayılma ya da soğurulma miktarının en küçük değeri hv kadar enerji gerektirir.
Planck formülü, bir fotonun enerjisi ile ona eşlik eden elektromanyetik dalganın frekansı arasındaki bağıntıdır.
E = h X V
E fotonun enerjisi (kuantum enerjisi)
h Planck sabiti
V ışımanın frekansı
Planck sabiti kuantum mekaniğinde etki edilen en küçük birimi temsil eder, diğer bir deyişle süreksizliğin birimidir. Planck formülü, frekansı bilinen bir taneciğin enerjisinin hesaplanmasında kullanılır. Planck, bu buluşuyla 1918 Nobel Fizik Ödülünü kazanmıştır. Planck bu buluşu ile kuantum fiziğinin kapılarını aralamıştır ve Bohr'un atom modeline öncülük etmiştir.
