12. Sınıf Modern Fizik Testi

⚛️ Modern Fizik

🔭 Michelson–Morley Deneyi

1887’de yapılan deney, ışığın “eter” adlı varsayılan ortamda yayılıp yayılmadığını araştırmıştır. Sonuç: eter yoktur ve ışığın boşluktaki hızı kaynak–gözlemci hareketinden bağımsız olarak tüm eylemsiz referans sistemlerinde aynıdır.

🚀 Einstein’ın Özel Görelilik Postülaları

1. Görelilik ilkesi: Tüm fizik yasaları bütün eylemsiz (ivmesiz) referans sistemlerinde aynı biçimdedir.
2. Işık hızının değişmezliği: Boşluktaki ışık hızı her eylemsiz gözlemci için aynıdır, c ≈ 3 × 10⁸ m/s.

⏳ Göreli Zaman ve Göreli Uzunluk

Lorentz faktörü: γ = 1 / √(1 − β²)   |   β = v / c
Zaman genişlemesi: t = γ · t₀   |   Uzunluk kısalması: L = L₀ / γ

Hareket eden saat durgun gözlemciye göre daha yavaş ilerler; hareket eden cismin hareket doğrultusundaki uzunluğu daha kısa görünür.

💥 Kütle–Enerji Eşdeğerliği

E = m · c²

Durgun kütlenin karşılığı olan muazzam enerji miktarını verir; nükleer tepkimelerin temelidir.

🌡️ Siyah Cisim Işıması

• Siyah cisim: üzerine düşen tüm ışımayı soğurup yayan ideal yayıcı.
• Wien yer değiştirme yasası: T artarsa, pik dalga boyu küçülür.
• Planck hipotezi: Enerji E = h · f büyüklüğünde kesikli paketler (kuanta) hâlindedir — klasik fiziğin ultraviyole felaketini çözer.

💡 Foton ve Fotoelektrik Olay

Işık enerjisi foton adı verilen kesikli paketlerden oluşur; E = h · f. Bir metale eşik frekansından (f₀) yüksek frekansta ışık düşürüldüğünde fotoelektron koparılır.

E_k,max = h · f − h · f₀ = e · V_durdurma

• Maksimum kinetik enerji yalnızca frekansa bağlıdır; şiddetten bağımsızdır.
• Işık şiddeti yalnızca kopan elektron sayısını etkiler.
• Günlük hayat: fotoseller, güneş panelleri, dijital kamera sensörleri, ışıkölçerler.

🎯 Compton Olayı

Yüksek enerjili foton (X ışını) bir elektronla esnek çarpıştığında fotonun bir kısım enerjisi elektrona aktarılır; saçılan fotonun dalga boyu uzar (frekansı düşer). Bu olay ışığın parçacık doğasının açık kanıtıdır.

🌓 Işığın İkili Doğası ve De Broglie

Işık dalga (girişim, kırınım) ve parçacık (fotoelektrik, Compton) özelliklerinin ikisini birden gösterir.

λ = h / (m · v)    (De Broglie dalga boyu)

Hareket eden her parçacığa bir madde dalgası eşlik eder. Davisson–Germer deneyi elektron kırınımını doğrulamıştır. Makroskobik cisimlerde dalga boyu çok küçük olduğundan gözlenmez.

Hatırla: Fotoelektrikte frekans, kinetik enerjiyi; şiddet, elektron sayısını belirler. Karıştırma!

⚠️ Test İpucu: Göreli hesaplarda β, γ ve t = γ·t₀ / L = L₀/γ bağıntılarını sırayla uygula. E = mc² hesaplarında c² = 9 × 10¹⁶ olduğunu unutma.