Görünür bölgedeki farklı renklerdeki ışıklar için aşağıdaki karşılaştırmalardan hangisi doğrudur?
A) Mor ışığın dalga boyu kırmızı ışığın dalga boyundan büyüktürSevgili öğrenciler, görünür bölgedeki ışık renklerinin özelliklerini karşılaştıran bu soruyu çözerken, elektromanyetik spektrum ve ışığın temel özelliklerini hatırlamamız gerekiyor. Işık, bir elektromanyetik dalgadır ve farklı renkler, farklı dalga boylarına, frekanslara ve enerjilere sahiptir. Ancak boşluktaki hızları aynıdır.
Görünür ışık spektrumundaki renkler, dalga boyu en uzun olandan en kısa olana doğru (veya frekans/enerji en düşük olandan en yüksek olana doğru) şu şekilde sıralanır:
Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
Yukarıdaki sıralamadan da anlaşıldığı gibi, kırmızı ışık görünür spektrumdaki en uzun dalga boyuna sahipken, mor ışık en kısa dalga boyuna sahiptir. Yani, kırmızı ışığın dalga boyu mor ışığın dalga boyundan büyüktür ($ \lambda_{\text{kırmızı}} > \lambda_{\text{mor}} $). Bu ifade yanlıştır.
Işığın hızı ($c$), dalga boyu ($ \lambda $) ve frekansı ($f$) arasındaki ilişki $ c = \lambda \cdot f $ şeklindedir. Boşlukta $c$ sabittir. Bu durumda dalga boyu azaldıkça frekans artar. Sıralamaya göre mavi ışığın dalga boyu yeşil ışığın dalga boyundan daha kısadır ($ \lambda_{\text{mavi}} < \lambda_{\text{yeşil}} $). Dolayısıyla, mavi ışığın frekansı yeşil ışığın frekansından daha büyüktür ($ f_{\text{mavi}} > f_{\text{yeşil}} $). Bu ifade yanlıştır.
Bir fotonun enerjisi ($E$), frekansıyla doğru orantılıdır ve Planck sabiti ($h$) ile çarpımıyla bulunur: $ E = hf $. Ayrıca, dalga boyuyla ters orantılıdır: $ E = \frac{hc}{\lambda} $. Yani, frekansı yüksek olan ışığın enerjisi yüksek, dalga boyu uzun olan ışığın enerjisi düşüktür. Sıralamaya baktığımızda, kırmızı ışık sarı ışıktan daha uzun dalga boyuna ve daha düşük frekansa sahiptir. Bu durumda, kırmızı ışığın enerjisi sarı ışığın enerjisinden daha düşüktür ($ E_{\text{kırmızı}} < E_{\text{sarı}} $). Bu ifade doğrudur.
Tüm elektromanyetik dalgalar, yani radyo dalgalarından gama ışınlarına kadar hepsi, boşlukta aynı hızla hareket eder. Bu hız, ışık hızıdır ($ c \approx 3 \times 10^8 \text{ m/s} $). Farklı renklerdeki ışıkların boşluktaki hızları aynıdır, farklı olan dalga boyları, frekansları ve enerjileridir. Bu ifade yanlıştır.
Yapılan incelemeler sonucunda doğru olan seçeneğin C olduğu anlaşılmaktadır.
Cevap C seçeneğidir.
