🔬 Işıkta Çift Yarıkta Girişim (Young Deneyi)
Young deneyi, ışığın dalga doğasını kanıtlayan tarihi bir deneydir. Thomas Young tarafından 1801 yılında gerçekleştirilen bu deney, ışığın bir girişim deseni oluşturabildiğini göstermiş ve böylece ışığın dalga modelini desteklemiştir. 🎯
📋 Deneyin Amacı ve Kurulumu
Deneyin temel amacı, ışığın dalga gibi davranarak yapıcı ve yıkıcı girişim oluşturabildiğini göstermektir.
- 🧪 Işık Kaynağı: Tek renkli (monokromatik) bir ışık kaynağı kullanılır.
- 🔘 İlk Yarık: Işık, önce tek bir ince yarıktan geçirilerek "koherent" (uyumlu) iki dalga kaynağı elde edilir.
- ✌️ Çift Yarık: Bu ışık daha sonra birbirine çok yakın iki paralel yarıktan (S₁ ve S₂) geçirilir.
- 📏 Ekran: Yarıkların arkasına yerleştirilen bir ekranda giriim saçakları gözlemlenir.
🌈 Girişim Deseni Nasıl Oluşur?
İki yarıktan çıkan ışık dalgaları, tıpkı su dalgaları gibi üst üste biner. Bu üst üste binme sonucu:
- ✅ Aydınlık Saçak (Yapıcı Girişim): İki dalganın tepe noktaları (veya çukur noktaları) üst üste geldiğinde birbirlerini kuvvetlendirirler ve ekran üzerinde parlak çizgiler oluşur.
- ❌ Karanlık Saçak (Yıkıcı Girişim): Bir dalganın tepe noktası diğer dalganın çukur noktası ile üst üste geldiğinde birbirlerini söndürürler ve ekran üzerinde karanlık çizgiler oluşur.
🧮 Saçakların Konumu ve Formüller
Ekran üzerindeki saçakların konumunu hesaplamak için aşağıdaki parametreler kullanılır:
- d: İki yarık arasındaki uzaklık
- L: Yarık düzlemi ile ekran arasındaki uzaklık
- λ: Işığın dalga boyu
- m: Saçağın merkezden itibaren sıra numarası (m=0,1,2,...)
- ym: m. saçağın merkezden olan uzaklığı
Aydınlık Saçakların Konumu:
\( y_m = m \frac{\lambda L}{d} \)
Bu formül, merkezdeki en parlak saçaktan (m=0) itibaren diğer aydınlık saçakların yerini verir.
Karanlık Saçakların Konumu:
\( y_m = (m + \frac{1}{2}) \frac{\lambda L}{d} \)
Bu formül ise karanlık saçakların konumunu belirler.
💡 Önemli Çıkarımlar
- 📌 Young deneyi, ışığın bir dalga olduğunun en güçlü kanıtlarından biridir.
- 📌 Saçaklar arasındaki mesafe, ışığın dalga boyu ile doğru orantılıdır. Dalga boyu büyüdükçe (örneğin kırmızı ışıkta) saçaklar birbirinden uzaklaşır.
- 📌 Saçaklar arasındaki mesafe, yarıklar arası uzaklık d ile ters orantılıdır. Yarıklar birbirine yaklaştıkça saçaklar birbirinden uzaklaşır.
- 📌 Beyaz ışık kullanılırsa, her renk için saçak genişliği farklı olacağından, merkezde beyaz, kenarlara doğru gökkuşağı renklerinde saçaklar gözlemlenir.
🌟 Örnek: Dalga boyu 600 nm (nanometre) olan kırmızı bir lazer, aralarındaki uzaklık 0.1 mm ve ekrana uzaklığı 2 metre olan çift yarıkla Young deneyine tabi tutuluyor. Merkezdeki ilk aydınlık saçağın (m=1) ekrandaki konumu nedir?
Çözüm:
λ = 600 nm = 600 × 10⁻⁹ m
d = 0.1 mm = 1 × 10⁻⁴ m
L = 2 m
m = 1
\( y_1 = (1) \frac{(600 \times 10^{-9}) \times 2}{1 \times 10^{-4}} = \frac{1200 \times 10^{-9}}{1 \times 10^{-4}} = 1200 \times 10^{-5} = 0.012 \) m = 1.2 cm
Sonuç olarak, merkezden 1.2 cm uzakta ilk aydınlık saçak gözlemlenir.
