Page 250 - BİLSEM FİZİK ALANI YARDIMCI DERS MATERYALİ

FİZİK
UYGULAMA
Kullanılan Yaklaşım, Yöntem ve Teknikler: 5E Öğrenme Modeli, deney, tartışma, problem
çözme, soru cevap, beyin fırtınası.
Özet
Bu etkinlik, optiğin temeli olan ışığın doğası ile ilgilidir. Işığın parçacık mı yoksa dalga mı olduğuna dair yapılan tarihî tartışmalardan yola çıkılarak öğrencilerden, ışığın dalga özelliğinin kanıtı olan Poisson nokta- sını görebilecekleri bir deney tasarlamaları istenir. Cismin gölgesinin ortasında görülen aydınlık nokta ilgi çekicidir. Poisson noktası, atomik düzeydeki çalışmalarda da kullanılmaktadır. Öğrenciler, Poisson noktasının kullanıldığı alanları ve çalışmaları da araştırmaya yönlendirilmektedir.
1. Giriş
Okuma Parçası 1. Bölüm
19. yüzyılın başında, Newton’un geliştirdiği ışığın parçacık teorisi Thomas Young’ın çift yarıktan geçen ışıkla girişim saçakları gözlemlerini açıklamakta güçlük çekiyordu (Wenger ve diğerleri, 2020). Bunun üzerine 1818 yılında Fransız Enstitüsü ışığın özelliklerinin açıklanması için bir yarışma düzen- ledi. Augustin-Jean Fresnel, Huygens’in mekanik modelinden esinlenerek ışığın dalga özelliğini anlatan çalışmasıyla katıldı (Volpe, L’etourneau, Zhao, 2016).
Yarışmada jüri üyesi olan Siméon Denis Poisson ışığın parçacık yapısını savunuyordu. Fresnel’in çalışmasının hatalı olduğuna inandığı için bir düşünce deneyi gerçekleştirdi: “Eğer ışık dalga özelliği gösterseydi tıpkı denizdeki dalgalar gibi davranması gerekirdi. Örneğin denizde bir kayanın arkasında durursanız kayaya öbür taraftan vuran dalgalar kayanın etrafında yayılmaya devam ettiği için sizi gelip kayanın arkasında da bulur.”
Poisson bu düşüncesiyle, dalganın küresel bir cisme çarptığında arkasında bir iz bırakacağını ifade etmeye çalıştı. Işığın böyle bir davranışı olmadığını iddia etti. Bu iddiasına dayanarak ışığın dalga nite- liğinde olamayacağını savundu. Düşünce deneyinin sonucunu şöyle ifade etti: “Hiçbir gölgenin ortasın- da ışıyan bir nokta olmadığına göre ışık dalga gibi davranamaz.” (Sertöz, 2016).
Poisson’un bu tespitini deneylerle de test etti ve ışığın su dalgaları gibi engelin arkasında bir iz bırak- madığını gördü. O dönem bu tespiti kabul görmüştü ama yıllar sonra yarışmayı yine de Fresnel kaza- nacaktı...
2. Keşfetme
Poisson’un Düşünce Deneyi’ne göre aşağıdaki malzemeleri kullanarak nasıl bir deney düzeneği tasarlarsı- nız?
248