Fotoelektrik Olay

Fotoelektrik Olay

Yirminci yüzyılın başlarında bilim insanlarının zihinlerini meşgul eden konulardan biri fotoelektrik olaydı. Einstein’ın bu olaya getirdiği açıklama, fizik tarihinde bir kilometre taşı oldu ve kuantum mekaniğinin doğuşuna yol açtı.

Aşağıda fotoelektrik olayla ilgili bir video görüyorsunuz. Başlangıçta metal bir levhanın üzerine düşük enerjili (uzun dalga boylu) ışık ışınları gönderiliyor ve bu sırada elektrik devresinde herhangi bir akım oluşmuyor. Üstelik gönderilen ışık miktarı artırıldığında da durum değişmiyor. Ancak yüksek enerjili (kısa dalga boylu) ışık ışınları gönderildiği zaman metal levhadan elektronlar kopmaya başlıyor ve devreden geçen akım ampulün yanmasını sağlıyor.

Bu deneyin yirminci yüzyıldan önceki fizik bilgileriyle açıklanamamasının nedeni, enerjinin sürekli olduğunun düşünülmesiydi. Işık ışınları beraberinde enerji taşıyan dalgalar olduğuna göre, ışınların enerjisi düşük bile olsa, gönderilen ışığın akısını (birim alandaki ışık miktarını) artırarak elektronları metalden koparmak için gerekli olan enerjinin sağlanabileceği düşünülüyordu. Ancak gönderilen ışınların enerjisinin belirli bir eşik değerinin altında olduğu durumlarda elektronları metalden koparmak mümkün olmuyordu.

 

Einstein, fotoelektrik olayı ışık ışınlarının foton adı verilen enerji paketlerinden oluştuğunu öne sürerek açıkladı. Elektronlar, metalden koparken tek bir foton soğuruyordu. Dolayısıyla elektrik devresinde bir akım gözlemlenebilmesi için tek tek fotonların enerjisinin belirli bir eşik değerinin (metalden bir elektron koparmak için gerekli enerji miktarının) üzerinde olması gerekiyordu.