12. Sınıf Modern Fizik 2: Özel Görelilik, Foton ve De Broglie Testi

⚛️ Modern Fizik — Görelilik ve Kuantum Mekaniği

📌 Özel Görelilik (Einstein 1905)

İki temel postülat:

1. Görelilik İlkesi: Fizik yasaları tüm eylemsiz çerçevelerde aynıdır.
2. Işık hızının değişmezliği: Boşlukta ışık hızı c ≈ 3 × 10⁸ m/s, kaynağın ve gözlemcinin hareketinden BAĞIMSIZDIR.

⚡ Görelilik Etkileri (Lorentz Faktörü γ = 1/√(1 – v²/c²))

🔧 Kuantum Mekaniği Temelleri

• Foton Enerjisi (Planck-Einstein): E = h · f = h · c / λ
• Foton Momentumu: p = h / λ   (kütlesiz olmasına rağmen momentumu vardır)
• Fotoelektrik Olay: E_k,max = hf – φ  (φ: iş fonksiyonu) — Sadece f ≥ f₀ ise elektron kopar.
• Compton Saçılması: Δλ = (h/m_ec)(1 – cos θ) — Foton-elektron esnek çarpışması.
• De Broglie Dalga Boyu: λ = h / p — Tüm maddeler dalga özelliği gösterir.

⚙️ Önemli Sabitler

• Işık hızı: c = 3 × 10⁸ m/s
• Planck sabiti: h = 6,626 × 10⁻³⁴ J·s
• Elektronun durgun kütlesi: m_e = 9,1 × 10⁻³¹ kg
• 1 eV = 1,6 × 10⁻¹⁹ J

⚠️ Dikkat: Foton DURGUN kütlesi sıfırdır ama “kütlesiz” tabiri yanıltıcı olabilir; foton enerjiye sahiptir (E = hf) ve bu enerjiye karşılık gelen “etkili kütle” m = E/c²’dir. Yer çekiminden de etkilenir (genel görelilik).