Fotoelektrik olayın açıklanmasında, ışığın hangi özelliği kuantum teorisinin gelişimine katkı sağlamıştır?
A) Işığın dalga boyu
B) Işığın frekansı
C) Işığın tanecikli yapısı
D) Işığın hızı
Fotoelektrik olay, ışığın maddeyle etkileşimi sonucu elektronların yüzeyden kopmasıdır. Bu olayın açıklanması, ışığın doğası hakkında önemli ipuçları vermiştir. Şimdi seçenekleri inceleyerek doğru cevaba ulaşalım:
- A) Işığın dalga boyu: Dalga boyu, ışığın dalga özelliğini tanımlar. Ancak fotoelektrik olayda, elektronların kopması için belirli bir eşik frekansının aşılması gerekir. Dalga boyu doğrudan elektron kopmasını açıklamaz.
- B) Işığın frekansı: Frekans da ışığın dalga özelliğiyle ilgilidir. Ancak fotoelektrik olayda, ışığın frekansının belirli bir değerin üzerinde olması (eşik frekansı) elektronların kopmasını sağlar. Frekans arttıkça elektronların kinetik enerjisi de artar. Bu durum, ışığın enerji taşıdığını gösterir, ancak tek başına kuantum teorisini açıklamaz.
- C) Işığın tanecikli yapısı: Einstein, fotoelektrik olayı açıklarken ışığın enerji paketleri (fotonlar) şeklinde davrandığını öne sürmüştür. Her bir fotonun enerjisi $E = hf$ ile verilir, burada $h$ Planck sabiti ve $f$ ışığın frekansıdır. Eğer bir fotonun enerjisi, metalin iş fonksiyonundan (elektronu koparmak için gereken minimum enerji) büyükse, elektron koparılabilir. Bu açıklama, ışığın sadece dalga değil, aynı zamanda tanecik gibi davrandığını gösterir ve kuantum teorisinin temelini oluşturur.
- D) Işığın hızı: Işığın hızı sabittir ve fotoelektrik olayda elektronların kopması için gerekli olan enerjiyle doğrudan bir ilişkisi yoktur.
Fotoelektrik olayda ışığın tanecikli yapısının (fotonlar) keşfi, enerjinin kuantize olduğunu ve ışığın hem dalga hem de tanecik özelliği gösterdiğini ortaya koymuştur. Bu durum, kuantum teorisinin gelişiminde önemli bir rol oynamıştır.
Cevap C seçeneğidir.
