Elektromanyetik adı verilen dalgaların toplam enerjisini meydana getiren enerji parçacıklarına, foton adı verilmektedir. Elektromanyetik dalgalar, kendisini bir noktadan başka bir noktaya taşırken bu taşıma işlemi foton şeklinde taşınmayla olmaktadır. Bu dalgaların uzaydaki hızı, ışık hızı ile aynıdır. Zaten elektromanyetik dalgalar ışık hızıyla birlikte ilerlerler.
Fotonlar bu dalgalarla birlikte taşınmaktadır. Foton enerji parçacığının durağan haldeki ağırlığı sıfıra eşittir. Fakat fotonlar kütlesi sıfır olmasına rağmen kütle çekiminden etkilenme özelliğine sahiptirler. Fotonların çevreye veya bir noktaya yayılımları dalgalar şeklinde meydana gelmektedir. Fotonlar, dalgalar halinde boşlukta yayılırken etkileşime dalgalar halinde giremezler. Etkileşime sadece parçacıklar halinde girebilirler. Foton enerji parçacığının enerjisi, fotonun frekansına bağlı olmaktadır.
Einstein’in İsmini Koyduğu Fotonlar
Tarihte foton enerji parçacığının geçmişi incelendiğinde, ışığın dalga mı yoksa parçacık mı olduğu, 19. yüzyılda tartışılmaktaydı. Bu tartışmalar, bilim adamlarının çalışmaları eşliğinde yürüyor ve çeşitli deneyler yapılıyordu. Bu dönemde, bilim adamları çeşitli kuramlara sahipti fakat bazı deney sonuçları bilim adamlarının kuramlarıyla eşleşmiyordu. İlerleyen dönemlerde ise Max Planck adlı bilim adamı, ışığın dalga boyu şeklinde değil de enerji parçacıkları halinde düşünülmesinin gerektiği kuramını ortaya attı. Bu kuram, aynı zamanda bilim adamına 1918 yılında Nobel Fizik Ödülünü de kazandırarak, bu konuda büyük ilerleme kaydedilmesini sağladı. Daha sonraki dönemde ünlü fizik ve bilim adamı Einstein, fotoelektrik etki denilen kuramını açıklamış ve ışığın parçacık yapıda olduğunu söylemiştir. Einstein, kuramında ışığı makineli tüfekten çıkarak ilerleyen kurşuna benzetmiş ve bu ışık parçacıklarına foton ismini vermiştir.
Fotonun ne olduğu anlaşıldıktan sonra, ışıkla ilgili bazı soru işaretleri günümüzde dahi çözülememiştir. Bunun nedeni ise, ışığın birtakım özellikleri fotonlarla birtakım özellikleri ise dalga boyuyla açıklanmaktadır. Burada çözülemeyen sorun ise, ışığın hangi durumlarda foton, hangi durumlarda dalga boyu şekline davranmasına karar verme yöntemidir. Buradaki nasıl sorusuna halen cevap aranmaktadır.
Fotonun 1900’lü yılların ortalarına doğru bulunmasına rağmen, foton enerji parçacıklarının görüntülenmesi ancak 2007 yılında gerçekleşmiştir. Bu yılda Fransız fizikçiler çok önemli bir iş gerçekleştirerek, fotonun görüntüsünü yakalamayı başarmışlardır. Fransız fizikçiler, bu olayı başarırken Albert Einstein’in bir sözünden yola çıkmışlar ve deneylerini bu söze yakın olarak gerçekleştirmişlerdir. Albert Einstein, ismini kendisinin verdiği fotonlar hakkında bir fotonu bir kutucuğa koyup tarttığında, fotonun o kutucukta olduğunu söylemiştir. Fransız bilim adamları bu söylem ışığında süper iletken yapıda aynalarla kaplanmış kutucukları kullanarak, bu deneyi gerçekleştirmişlerdir.
Foton enerji parçacıklarına, insan gözü oldukça duyarlı bir yapıda bulunmaktadır. Gözde yer alan retina, tek bir fotona bile tepki verme özelliğiyle bürünmüştür. Fakat göz tarafından fotonların algılanması tek foton tepkisiyle mümkün olmamaktadır. Göz, sadece 100 ms de 5 veya 9 enerji parçacığı gönderen sinyallerin algılanmasına izin verir.Bu işlem ise, gözde bulunan doğal filtreler aracılığıyla olmaktadır.Bu filtreler olmasaydı, ufacık bir ışıkta dahi, görüntü karmaşası yaşanırdı.
Yazar:Erdoğan GÜL