6.1 Fotoelektrik etki ve Compton saçılması

Ana Sayfa ／ Bölüm 6: Kuantum alanı (V5.05)

Enerji İplikleri Kuramı (EFT)’na göre ışık, Enerji denizi (Energy Sea) içinde bir gerilim bozunumu paketidir. Yerel gerilim eşiği aşılmadan kararlı bir envelope oluşmaz; alıcı taraf kapanma eşiği aşıldığında paketi “yer”. Bu nedenle görülen tanelilik, ışığın boncuklardan oluştuğunu değil, paketleme ve soğurmanın eşiklerle ayrıklaştırıldığını gösterir. “Pay”ı eşikler belirler; yayılma ve girişim ise ortamın dalga alanı doğasından gelir.

I. Tek mekanizma, üç eşik, üç ayrıklaştırma
Bir “ışık ziyareti” üç aşamada okunabilir; bu üç eşik alışverişin pay pay oluşunu açıklar:

• Kaynak eşiği – paket oluşumu: yayıcıda gerilim ve faz birikir. Serbest bırakma kapısı açıldığında stok, koherent envelope olarak tek porsiyonda çıkar. Eşik altında sızıntı yoktur; eşikte tam bir paket çıkar.
• Yol eşiği – taşınabilirlik: deniz, her bozunumu “bırakmaz”. Yalnız yeterince koherent, saydam pencereye uyan ve mevcut kanallara yönlenmiş bozunumlar uzaklara kararlı paket olarak gider; diğerleri kaynağa yakın bölgede ısınır ya da saçılır.
• Alıcı eşiği – kapanma: detektör ya da bağlı elektron, olayın soğurma/ışıtma sayılması için malzeme kapısını aşmalıdır. Kapı bölünmez: ya hiç, ya tam kapanma.
  Özetle: kaynak emisyonu ayrıklaştırır, yol menzili süzer, alıcı soğurmayı ayrıklaştırır. Böylece eşikler, dalganın açtığı yol ile değiş tokuş edilen “payı” tek resimde birleştirir.

II. Eşik zinciriyle okunan iki klasik deney

1) Fotoelektrik etki: renk eşiği, bekleme yok, şiddet sayıyı değiştirir
Kısa tarihçe: Hertz (1887) UV altında kıvılcımlar; Lenard (1902) üç yasa — renk eşiği, anında emisyon, şiddet tek elektron enerjisini değil sayısını değiştirir; Einstein (1905) “enerji payları”; Millikan (1914–1916) kesin doğrulama.

• Renk eşiği: bağlı elektronun çıkması için malzeme kapısı aşılmalıdır. Bir paketın “darbesi” kaynağın kadansına, yani rengine, bağlıdır; yeterince kırmızıysa tek paket yetmez, eşik altında parlaklık işe yaramaz.
• Bekleme yok: yavaş biriktirme yoktur; paket eşiği görürse kapanma anlıktır.
• Şiddet “kaç tane”yi, “elektron başına ne kadar”ı değil değiştirir: şiddet zaman başına paket sayısını — dolayısıyla akımı — belirler; paket enerjisi renkle sabittir, şiddetten bağımsızdır.
• Neden “birer birer”: ayrıklaştırma iki uçta işler: kaynak tam paket verir, alıcı tam paket alır. Yolculuk dalga yasalarıyla yürür; işlem anında pay bölünmez.

2) Compton saçılması: bir paket bir elektronla bir kez “iş yapar”
Compton (1923) tek renkli X-ışınlarını serbestçe davranan elektronlarda saçtı; açı büyüdükçe ışık kırmızıya kaydı; yorum: tek elektronla birimlik alışveriş; Nobel (1927).

• 1:1 takas: bir gerilim paketi uygun elektronik alt-yapıyla kapanır, enerji/impuls payını bırakır; çıkan ışık kırmızıya kayar, açı büyüdükçe daha çok.
• Ayrık saçılma olayları: alıcı kapısı her çarpışmada tam kapanma dayatır — iki elektrona “yarım pay” yoktur.
• Dalga şekillendirmeye devam eder: önce/sonra envelope dalga kurallarına uyar; ayrıklık yalnız işlem noktasında görünür.

III. Sonuç: Her bozunum uzaklara ışık olmaz
Birçok “ışık” kaynağın yanında söner ya da yakın alanı aşamaz; nedeni yol eşiğidir:

• Koherens yetersizdir: envelope doğarken dağılır, paket olamaz.
• Pencere uymaz: frekans kuvvetli soğurma bantlarına düşer ve kısa menzilde yutulur.
• Kanal uyumsuzdur: düşük empedanslı koridor yoksa ya da yönelim yanlışsa enerji hızla dağılır.
  Uzağa gidebilmek için paket temiz oluşmalı, saydam pencerede olmalı ve bir kanala bağlanmalıdır.

IV. Yerleşik kuramlarla uyum

• Kuantizasyonla uyumluyuz: foton enerjisi frekansa bağlıdır. EFT’de ayrıklık oluşum ve kapanma eşiklerinden doğar; ek varlık yoktur.
• Fotonu alan kuantumu olarak alan kuantum elektrodinamiğiyle çelişki yoktur: EFT maddesel bir harita verir — deniz yayılma ve fazı belirler; iplikler ve madde kapıları ve kapanmayı belirler.
• Girişim ve kırınım bütünüyle korunur: dalga yolu çizer; eşikler işlemi muhasebeleştirir.

V. Ana fikirler

• Işık, denizde dalga gibi yayılan ve girişen bir dalga paketidir.
• Paylar eşiklerden doğar: kaynakta oluşum, alıcıda kapanma.
• Fotoelektrik etki, alıcı kapısının sertliğini gösterir: renk eşiği belirler; şiddet paket akışını ayarlar.
• Compton saçılması “bir paket–bir elektron” geometrisini gösterir: açı büyüdükçe enerji feragati artar ve ışık kırmızılaşır.
• Her bozunum “ışık” olmaz: yalnız iyi oluşmuş, pencereye oturan ve kanala bağlanmış paketler uzağa gider; diğerleri kaynak yakınında söner.

Bu eşik zincirinde dalga–tanecik ikiliği çatışmaz: dalga yolu açar, eşik payı belirler. Yolda dalgayı görürüz; işlem noktasında tık seslerini duyarız.