Dalga kuramı nedir? Dalga kuramı ışık olaylarını nasıl açıklar? Dalga kuramının özellikleri, kim tarafında bulundu, hakkında bilgi.
Dalga Kuramı; fizikte bazı olayların, bir dalga hareketi olduğunu öngören kuramdır. Dalga kuramı ilk kez, ışık olaylarını açıklamak üzere ortaya kondu. Işığın yapısına ilişkin ilk ciddi kuramlardan birisi 1669’da Isaac Newton‘un ileri sürdüğü Emanasyon Kuramıdır.
Bu kurama göre ışık, ışık kaynağından yayınlanan çok küçük taneciklerden oluşur. O zamana kadar bilinen ışık olaylarının açıklanmasında yeterli olan bu kuram, girişim, kırınım gibi olayların açıklanması için uygun değildi. Işığın bir “dalga olayı” olduğunu ilk kez 1637’de René Descartes (Cartesius; 1596-1650), daha sonra 1665’te Robert Hooke (1635-1703); 1677’de de Christian Huygens (1629-1695) ileri sürdüler. Girişim olayları Newton zamanında da gözlendi ancak emanasyon kuramıyla bu olayların yapısı anlaşılamadı. 18. yüzyılın ışığın dalga kuramını savunanlardan birisi de Leonhard Euler (1707-1783) oldu.
Optikteki girişim olaylarına dayanan ışığın bir dalga hareketi olduğunu ilk kez 1802’de Thomas Young (1773-1829) kanıtladı; 1806’da ise ışığın polar izlenebildiğini (kutuplaşabildiğini) Etienne Louis Malus 1775-1812) deneysel olarak gösterdi ve buna dayanarak, bir enine dalga hareketi olgusu ortaya kondu. Işığın bir dalga hareketi olduğu kesin olarak kanıtlandıktan sonra fizikçiler, ışık dalgalarının yapısını incelemeye başladılar. 1821’de Augustin Jean Frensel 1778-1827) bu amaçla, iki düzlem ayna kullanarak ışığın girişimini inceledi. Başlangıçta ışık dalgalarının, uzayı dolduran ve eter (esir) adı verilen hareketsiz bir ortamdan iletildiği ve bu ortamın mekanik titreşimlerinden oluştuğu sanılmıştı.
Ancak 19. yüzyılın ikinci yarısında Michael Faraday (1791-1867) sezgisel olarak, ışık olaylarının “elektromanyetik dalga” özelliğine sahip olabileceğini ileri sürdü; buna dayanarak James Clerk Maxwell de (1831-1879) ışığın elektromanyetik kuramını, matematiksel olarak ortaya koydu. Işığın elektromanyetik dalga kuramı deneysel olarak, 1886’da Heinrich Herz tarafından (1857-1894) kanıtlandı. Işık olaylarını dalga kuramına dayanarak inceleyen bilim dalına dalga optiği adı verildi.
Buna göre ışık, dönemsel olarak değişen, bir titreşim hareketidir. Işık bir ortamda yayılırken, bu dalgasal özelliğini korur. Işığın bir ortamda yayılması mekanik dalgaların yayılmasında kullanılan matematiksel bağıntılarla gösterilebilmesine karşın, mekanik bir titreşim hareketi değildir. Işığın dalga kuramına benzer olarak, elektron, nötron gibi atom ve çekirdek fiziğinin temel taneciklerinin maddeyle etkileşmeleri, onların yalnızca taneciksi özellikleri göz önüne alınarak açıklanamadı.
Bu eksiklik 1924’te Fransız fizikçisi Louis Victor de broglie tarafından (1892) ileri sürülen ve maddenin dalgasal özelliklerini açıklayan dalga kuramı ile giderildi. Bu kurama göre elektronlar ve öteki temel tanecikler bazı deneysel koşullarda birer tanecik olarak değil, bir dalga hareketi gibi davranırlar. Bu kuram daha sonra, hareket durumundaki her maddeye bir dalga hareketinin eşlik ettiği biçiminde genelleştirildi. Işık olaylarında olduğu gibi, maddesel bir dalganın, dalga boyu ne kadar büyükse bu dalgasal özellik o kadar kolay gözlenebilir; örneğin hızı saniyede 1 cm ve kütlesi 1 gr olan bir cismin dalga boyu 10^-26 cm mertebesindedir.
Bu nedenle böyle bir cisimde dalga özelliği ayırt edilemez. Buna karşılık yeteri kadar hızlı hareket eden bir elektronda ise dalga boyu; 10~7 cm=10 Angström mertebesindedir. X-ışınlarının dalgaboylarına yakın bir büyüklükte olan bu dalga boyu, deneysel olarak gözlenebilir. Bu gerçek ilk kez Clinton Joseph Davisson (1881-1958) ve Lester Halbert Germer tarafından (1896-1971) birlikte ve ayrıca George Papet Thomson tarafından (1882-1975) deneysel olarak, elektronların kristallerde uğradığı “kırınım’la kanıtlandı. Fiziğin çağdaş düzeye erişmesinde her ile dalga kuramının da önemli katkısı oldu.
