KUANTUM MEKANİĞİ-2

KUANTUM MEKANİĞİ-2

İlk deneyimizin ardından şu çıkarımı yapmıştık; iki deliğin de açık olduğu zamanki etki, her bir deliğin tek başına açık olduğu zamanki etkilerin toplamıdır.Mermiler topaklar halinde gelir ve perdeye ulaşma olasılıkları girişim göstermez.

(P1+P2=P12)

 

2-)DALGALARLA BİR DENEY

Şimdi yapacağımız deneyde mermiler yerine dalgaları kullanacağız. Mekaniği anlamak için 2 farklı düzenek kullanıyoruz çünkü;  kuantum davranışını anlamaya çalışmak için, onların davranışlarını, özel bir deneysel düzenekte, mermiler gibi parçacıkların ve su dalgaları gibi dalgaların çok iyi bilinen davranışları ile karşılaştıracağız ve ortaya çıkan farkları beraber inceleyeceğiz.

Düzenek Şekil 1-2

Düzenek Şekil 1-2’yi inceleyerek ilerleyelim. Deneyimizde bir dalga kaynağımız var ve suyu titreştirerek farklı şiddetlerde dairesel dalgalar oluşturur. Dalga düzeneğinin bu kısmında ilk dikkat edeceğimiz şey,(dalga kaynağı) şiddetin büyüklüğünün her değeri alabileceğidir. Kaynak çok küçük titreşimler yaratacak şekilde hareket ederse, dedektörde de küçük bir dalga hareketi olur. Kaynağın hareketi büyütülürse dedektörde de daha yüksek şiddet gözlemlenir. Bu durumda, dalga şiddeti her değeri sahip olabilir.

Kaynağın sağ tarafında mermi deneyinde olduğu gibi çift yarıklı bir duvar vardır. İkinci duvarın görevi  gelen dalgaları soğurarak yansımasını engellemektir.Bu soğurucu duvarın üzerinde “x” doğrultusunda ileri geri hareket  edebilen bir dedektör yerleştiririz. Bu deneyde farklı olarak dedektör olasılıkları değil çarpan dalga hareketinin şiddetini  ölçen bir aygıttır.Dalganın yüksekliğini ölçen bir elektronik düzenek olarak da düşünebilirsiniz. Öyle ki ölçülen değer gerçek yüksekliğin karesi ile orantılı olsun.Böylece okumalar dalganın şiddeti ile orantılı hale gelir. Bu durumda dedktör dalga tarafından taşınan enerji ile orantılı sayılar ya da, dedektöre taşınan enerji oranını okur.

 

 

Şimdi çeşitli “x” değerleri için dalga şiddetini ölçelim.

Bu kısımda dalga kaynağını daima aynı biçimde işler tutacağız. Şeklin “c”  kısmındaki  I12 eğrisini elde ederiz. Bu dalgaların ortaya çıkışını hatırlatmak gerekirse; özgün dalganın deliklerde kırıldığını ve her bir delikten yeri dairesel dalgaların yayıldığını gözlemleriz. Bir deliği kapatır ve soğurucudaki şiddet dağılımını ölçersek, şeklin “b” kısmında görülen basit şiddet eğrilerini elde ederiz. Bu durumda I1 1. Delikten geçen dalga şiddetidir (bu şiddeti 2. Deliği kapatarak ölçeriz) ve I2. Delikten geçen dalga şiddetidir(1. Deliği kapatarak ölçeriz).

 

İki delik de açıkken gözlemlediğimiz I12 eğrisi kesinlikle I1 ve I2 eğrisinin toplamına eşit değildir. Ortaya çıkan duruma iki dalganın “girişimi” deriz. I12’nin maksimum olduğu noktalarda dalgalar aynı evrededir ve  dalga tepeleri büyük bir genlik  dolayısıyla büyük bir şiddet vermek üzere birbirlerine eklenir. İki dalganın böyle durumlarda yapıcı olarak giriştiğini söyleyebiliriz. Dedektörün bir deliğe olan uzaklığının, diğer deliğe olan uzaklığından  dalga boyunun bir tamsayı katı kadar daha uzun (ya da daha kısa) olduğu yerlerde buna benzer yapıcı girişimler olacaktır.

 

İki dalganın dedektöre  π kadarlık bir evre (faz) farkıyla ulaştığı yerlerde dedektördeki bileşke dalga iki genliğin farkı olacaktır. Dalgalar yıkıcı olarak girişirler ve bu sefer dalga şiddeti için düşük bir değer elde ederiz. Bu durumda Şekil 1-2’de I12’nin düşük değerleri, iki dalganın yıkıcı olarak giriştiği yerlere karşılık gelir.(buralarda iki dalga zıt evrededir)

 

I1,I2ve I12 nin arasındaki nicel bağıntı; 1. Delikten gelen su dalgasının dedektördeki anlık yüksekliği   h1ei ωt  olarak yazılabilir.Buradaki h1 genliği genelde karmaşık bir sayıdır.Şiddet yüksekliğin mutlak değer karesiyle veya karmaşık sayıları kullanırsak  |h1|2 terimi ile orantılıdır. İkinci delik içinde aynı şey söz konusudur. Dalga genliklerini ekleyerek  (h1+h2)e iωt  bileşke yüksekliğini verir. Şiddet |h1+h2|2 olur.Şu anki amaç için orantı katsayılarını göz ardı edersek, girişim yapan dalgalar için şu değerler bulunur:

I1 = |h1|2      I2 = |h2|2      I12  = |h1+h2|2

Fark ettiğiniz gibi elde ettiğimiz sonuçlar mermilerle yapılan deneylerden elde edilen

sonuçlardan oldukça farklıdır. Su dalgaları deneyi için bu kadarı yeterlidir.

Şiddet her değeri alabilir ve su dalgaları girişim gösterir.

Şevval Karakuş
Tags: ,

Yorum Bırakın