Işık tayfındaki farklı renklerin enerjileri birbirinden farklıdır. Mor ışık kırmızı ışığa göre daha yüksek enerjiye sahiptir.
Buna göre, aynı yüzey mor ve kırmızı ışıkla aydınlatıldığında hangi durum gözlenir?
Bu soruyu çözmek için ışığın enerjisi, rengi ve bir yüzeyi ısıtma mekanizması arasındaki ilişkiyi anlamamız gerekiyor. Adım adım inceleyelim:
Işık, foton adı verilen enerji paketlerinden oluşur. Her fotonun taşıdığı enerji, ışığın rengine (daha doğrusu frekansına veya dalga boyuna) bağlıdır. Bu ilişkiyi $E = hf$ formülüyle ifade edebiliriz; burada $E$ fotonun enerjisi, $h$ Planck sabiti ve $f$ ışığın frekansıdır. Alternatif olarak, $E = hc/\lambda$ formülüyle de gösterilebilir; burada $c$ ışık hızı ve $\lambda$ ışığın dalga boyudur.
Bu formüllere göre, frekansı yüksek (dalga boyu kısa) olan ışığın enerjisi daha yüksektir. Işık tayfında mor ışık, kırmızı ışığa göre daha yüksek frekansa ve daha kısa dalga boyuna sahiptir. Bu da mor ışığın fotonlarının, kırmızı ışığın fotonlarından daha fazla enerji taşıdığı anlamına gelir. Soruda da bu bilgi "Mor ışık kırmızı ışığa göre daha yüksek enerjiye sahiptir" şeklinde verilmiştir.
Bir yüzey ışıkla aydınlatıldığında, yüzeydeki atomlar ve moleküller ışık fotonlarının enerjisini emer. Emilen bu enerji, atom ve moleküllerin titreşim ve hareket enerjilerini artırır. Atom ve moleküllerin ortalama kinetik enerjisindeki bu artış, yüzeyin sıcaklığının yükselmesine, yani ısınmasına neden olur.
Eğer aynı yüzey, aynı süre boyunca ve aynı yoğunlukta (yani birim alana düşen ışık gücü aynı olacak şekilde) farklı renklerde ışıkla aydınlatılırsa, foton başına daha fazla enerji taşıyan ışık, yüzeye daha fazla enerji aktaracaktır. Daha fazla enerji aktarımı, yüzeyin atom ve moleküllerinin daha fazla titreşmesine ve dolayısıyla daha fazla ısınmasına yol açar.
Yukarıdaki bilgilere dayanarak, mor ışığın fotonları kırmızı ışığın fotonlarından daha fazla enerji taşıdığı için, mor ışık aynı yüzeye çarptığında yüzeye daha fazla enerji transferi yapacaktır. Bu da mor ışığın, kırmızı ışığa göre yüzeyde daha fazla ısınmaya neden olacağı anlamına gelir.
Bu nedenle, mor ışıkta daha fazla ısınma gözlenir.
Cevap B seçeneğidir.
