Anasayfa / Bilim / Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi
Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

Maddenin Atom Denilen “Çok Küçük Taneciklerden” Oluştuğuna Götüren Deneysel Çalışmalar

“Atom” Kavramını İlk Kullanan Kimdi?

Eski Yunanlılarda, maddenin sonsuza kadar bölünmesinin veya artık daha fazla bölünmesinin mümkün olmadığı
bir noktaya gelip gelinemeyeceği büyük tartışma konusuydu. Örneğin Platon ve Aristoteles dahil pek çok düşünür
maddenin sürekli olduğunu (madde-form teorisi) düşünmelerine rağmen Democritus onlardan farklı düşünüyordu.
Democritus şu sorulara cevap arıyordu:

Madde sürekli olarak daha küçük parçalara bölünebilir mi, yoksa daha fazla bölünemeyeceği bir son nokta var
mıdır? Bir gümüş parçasını önce ikiye, sonra o parçalardan birini tekrar ikiye keserek sonsuz şekilde bu iş
sürdürülebilir mi yoksa durulması gereken bir nokta var mıdır?

Anadolu’nun bilim merkezi Milet’te doğan ve doğa filozoflarının sonuncusu olan Yunan filozof Democritus (MÖ
460-370) bütün maddelerde bu bölme işleminin bölünemeyecek kadar küçük bir parça ile son bulacağını ve
Yunanca bölünemeyen anlamına gelen “atomus” adını verdiği günümüzde atom dediğimiz taneciklerden
oluştuğunu iddia ediyordu. Ancak bilemediğimiz bir sebepten dolayı, Democritus’un değil Aristo’nun madde-form
teorisi 17. yüzyılın başına kadar kabul gördü.

Tahmin edeceğiniz gibi Eski Yunan döneminde önerilen atom kuramları planlı deneylere dayanmıyordu. Bu
nedenle 2000 yıl kadar bir süre atom kuramı tartışılmaktan öteye gidemedi. İlk bilimsel çalışmalardan elde edilen
deneysel kanıtlar atom kavramına destek sağlamış ve zamanla element ve bileşiklerin modern tanımlarının
yapılmasına yol açmıştır. Bu bölümde maddenin yekpare bölünemez olmayıp atom adı verilen çok küçük
taneciklerden oluştuğuna götüren bazı gözlemlerden ve sonuçlardan bahsedilecektir.

Maddenin Atom Denilen “Çok Küçük Taneciklerden” Oluştuğuna Götüren Deneysel Çalışmalar

Maddenin bileşiminin ne olduğu ile ilgili sorulara 18. yüzyılın sonlarında yapılan ve kimyacılar için çok önemli
olan iki farklı gözlemle cevap bulunabilmiştir. Bu çalışmalar bilim insanlarını “kütlenin korunumu yasası” ve
“sabit oranlar yasası” na götüren çalışmalardır. İlerleyen bölümlerde göreceğiniz gibi Dalton, bu iki yasayı ve
“katlı oranlar yasası” olarak bilinen diğer bir gözleminde elde ettiği sonuçları, öne sürdüğü teoriyle (Dalton atom
teorisi) kolayca açıklayabilmiştir

Kütlenin Korunumu Yasası (Lavoisier)

Gazların doğası ve davranışlarına ilişkin yaptığı kimyasal deneyler sonucu İngiliz kimyager Robert Boyle (Rabırt
Boyl), maddenin atomik yapıda olduğuna ilişkin açık kanıtlar elde eden ve önemli sayıda farklı elementlerin
bulunabileceğini ifade eden ilk kişidir.

Boyle’u takip eden 100 yıl içinde kimyadaki ilerlemeler oldukça yavaştı. Antoine Lavoisier, 1774 yılında yaptığı
çalışmalar ile kimya bilimine oldukça önemli katkılarda bulunmuştur. Lavoisier’i unutulmaz yapan özelliği
maddelerin kimyasal değişimleri ile ilgili deneylerinde çok dikkatli ölçümler ve gözlemler yapması idi. Lavoisier
kapalı bir kapta gerçekleştirdiği bir yanma olayı sonucunda, yaptığı dikkatli ölçümler sayesinde yanma ürünlerinin
kütlelerinin, başlangıçtaki maddelerin kütlelerine tam olarak eşit olduğunu göstermiştir. “Kütlenin korunumu
yasası” olarak tanımlanan bu prensip kimya bilimi için çok önemlidir.

Lavoisier kimi kez kendi adıyla da anılan bu ilkeyi şöyle dile getirmiştir:

“Bir kimyasal tepkimede kütle yoktan var edilemez, var olan yok edilemez.”.

Sabit Oranlar Yasası (Joseph Proust)

Lavoisier’in kütlenin korunumu yasası’na götüren deneysel çalışmalarını takibeden yıllarda Fransız kimyacı
Joseph Proust 1799’da daha ileri araştırmalar yaparak bugün sabit oranlar yasası olarak bildiğimiz ikinci temel
kimya prensibini ortaya atmıştır.

Proust, sabit oranlar yasası’nı;

“Bir bileşiği oluşturan atomların kütleleri arasında basit tam sayılarla ifade edilen sabit bir oran vardır.”

Katlı Oranlar Yasası

John Dalton “kütlenin korunumu yasası” ve “sabit oranlar yasası” ile ilgili bilgileri de kullanarak yaptığı deneyler

sonucunda Katlı Oranlar Yasası’nı ifade etmiştir. Karbon ve oksijenden oluşan iki bileşiği göz önüne alalım.

Karbon ve oksijen, karbon monoksit ve karbon dioksit olarak adlandırılan iki bileşik oluşturur. Bu bileşikler farklı özelliklere sahiptir. Örneğin, karbon monoksit yanıcı ve zehirli iken karbon dioksit değildir.

Katlı oranlar yasası, aynı elementlerden oluşan iki bileşiğin elementlerinden birinin belli bir miktarına karşılık,
diğerinin değişen miktarları arasında küçük ve tam sayılarla ifade edilen bir oran olduğunu gösterir.

Katlı Oranlar Yasası, “kimyasal elementlerin atom adı verilen parçalanamaz taneciklerden oluştuğunu ve her
elementin atomlarının kütlesinin aynı olduğunu” gösterir.

İlk Bilimsel Atom Teorisi: Dalton Atom Teorisi

İngiliz kimyacı ve öğretmen John Dalton bu sorulara cevap verebilmek amacıyla farklı maddelerle deneyler
yaparak bugünkü anlamda atom fikrini ilk kez 1808 yılında ortaya atmıştır. Dalton, yaptığı deneyler sonucunda her
iki yasanın maddenin bütünsel yapısıyla açıklanmasının mümkün olmadığını elementlerde görülemeyen fakat
gerçekte var olan bir şeyler (tanecikler) olduğunu düşünmüştür. Dalton, görülemeyen bu taneciklere Democritus’un
da önerdiği şekilde atom adını vermiştir. Bu çalışma ilk atom modeli olması bakımından da oldukça önemli olup
Democritus’unkinden çok daha spesifiktir…

Dalton atom teorisinin temelinde şu fikirler yer almaktadır:

1. Elementler atom denilen bölünemeyen çok küçük taneciklerden oluşmuştur.

2. Bir elementin bütün atomlarının kütlesi ve diğer özellikleri özdeştir.

3. Ancak bir elementin atomları diğer bütün elementlerin atomlarından farklıdır. Dalton atomların nasıl olduklarını
bilmemesine rağmen, bu kadar çok ve farklı elementin varlığının ancak bu şekilde açıklanabileceğini
düşünüyordu.

4. Kimyasal tepkimeler, yalnızca atomların birbirinden ayrılması, birbirleri ile birleşmesi ya da yeniden
düzenlenmesinden ibarettir. Kimyasal tepkimelerde, bir element atomu diğer bir elementin atomuna dönüşemez,
parçalanamaz ve yok olamaz.

5. Bir elementin atomları ile diğer bir elementin atomları ile birleşerek bileşikleri meydana getirirler.

Elementler bileşik oluştururken atomlar tam sayılı olarak birleşirler (sabit oranlar yasası). Örneğin, bir A atomu ve bir B atomu

(AB) ya da A atomu ve 2 B atomu (AB2)gibi

ELEKTRİKLENME DENEYİMLERİNDEN ATOMA:

Antik dönemde insanlar KEHRİBAR(sarı amber) taşını kürk türünden bir hayvan postu ya da yünlü kumaşa
sürtmüşler, daha sonra da bu taşı saman, saç teli, kağıt parçası, kuş tüyü gibi hafif maddelere yaklaştırdıklarında
bu maddeleri çektiğini fark etmişlerdir.

Sir William Gilbert (1544-1603) cam, reçine ve kükürt gibi maddelerin de kehribarla aynı özelliği taşıdığını
ispatlamıştır. Gilbert bu türden çekme kuvvetine sahip olan maddeleri nitelemek için kehribar( eski Yunancada elektron) sözcüğünden elektrik sözcüğü türetmiştir.

Sürtünme ile elektriklenmede iki tür yükün ( + ve – yükler) olduğunu keşfeden ilk kişi Benjamin Franklin
(1706-1790) dir.

FARADAY’IN ELEKTROLİZ DENEYLERİ VE ATOM ALTI PARÇACIKLAR:

İtalyan fizikçi Alessandra Volta 1800 yılında belirli sayıdaki gümüş ve çinko levhayı üst üste yerleştirerek
aralarına tuz çözeltisine batırılmış bez parçalarını koymuş ve kendi adıyla anılan ilk kimyasal pili (Volta Pili)
bulmuştur. Üst üste koyduğu bu gümüş ve çinko levhalara bağladığı telleri birbirine değdirerek kıvılcım çıktığını
görmüş ve ilk kez sürtünme dışında bir olay ile de elektriğin oluştuğu anlaşılmıştır. Böylece kimyasal enerji elektrik
enerjisine dönüşmüştür. Volta pili ile nitel olarak anlaşılan kimyasal değişim-elektrik enerjisi ilişkisi Faraday
deneyleri ile nicel olarak pekişmiştir.

Michael Faraday (1791-1867) , bir elementin (örneğin Hg) çeşitli bileşiklerinin [ Hg(ClO4)2 , Hg(NO3)2 ,
Hg2(ClO4)2 ] çözeltilerini ayrı kaplara koyarak içlerinden belirli miktarda elektrik akımı geçirerek, Hg elementin herbir çözeltide serbest halde elektrotta toplandığını görmüştür (ELEKTROLİZ).

Bu çözeltilerden geçen aynı miktardaki elektrik akımı sonucu ayrılan Hg miktarlarının Hg(ClO4)2 ve
Hg(NO3)2 çözeltileri için aynı olduğunu, Hg2(ClO4)2 çözeltisinden ayrılan cıvanın ise bu miktarların iki katı olduğunu gözlemlemiştir.

ELEKTRONUN KEŞFİNİN TARİHSEL GELİŞİMİ:

1874 yılında Faraday’ın çalışmalarına dayanarak, George Johnstone Stoney atomlarda elektrik yüklü birimlerin bulunduğunu öne sürerek 1891’de de bu yüklü birimlere ELEKTRON adı verilmesini önermiştir.

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

Elektronların varlığına dair ilk kanıt
1870’lerde İngiliz fizikçisi William Crooks tarafından
bulunmuştur.

Crooks geliştirdiği vakumlu tüp içerisinde gazların elektrikle etkileşim sonucu ortaya çıkan davranışlarını inceledi. Crooks tüpleri olarak da bilinen bu tüpler televizyon tüplerinin de öncüsü olmuştur. Crooks tüpünde elektrotlar arasına yüksek gerilim uygulandığında tüpün ortasındaki gölgenin görülmesinin sebebinin tüp içerisinde bazı ışınların oluşmasıdır. Bu ışınlar daha sonra KATOT IŞINI olarak adlandırılmıştır. Crooks tüpü günümüzde

KATOT IŞIN TÜPÜ olarak adlandırılır.

19.yy’ın sonlarında katot ışınlarının hızla hareket eden eksi yüklü tanecikler olduğu kesinleşmiştir. Bu
taneciklere Stoney’in önerdiği gibi ELEKTRON adı verilmiştir.

ELEKTRONUN KÜTLESİ VE YÜKÜNÜN BULUNMASI:

Elektronun yük ve kütle gibi özellikleri, elektriksel ve manyetik kuvvetler yardımıyla ölçülür.

1858’de Julius Plücker katot tüpünün yakınına bir mıknatıs getirerek oluşan katot ışınlarını gözlemleyip bu
ışınların manyetik alandaki davranışlarını ilk kez inceleyen bilim insanıdır.

Joseph John Thomson 1897’de katot ışınlarının elektrik ve manyetik alanlarda sapmasını gözlemleyerek
bu alanların ışınları saptırma miktarını ölçmüştür. Bu gözlemlerin sonucunda katot ışınlarının yükünün (e) kütlesine (m) oranını ( e/m ) ölçtü.Thomson katot ışınları parçacıkları (elektronlar) için e/m oranını – 1,7588.1011 C/kg bulmuştur.

Katot ışınlarının özellikleri:

*Negatif yüklüdür.

*Tüp içinde elektriksel ve manyetik alan yokluğunda yolu çizgiseldir.

*Elektrotlar arasına konan metal levhayı ısıtır.

*Özellikleri elektrot olarak kullanılan maddenin ve tüp içindeki gazın cinsine bağlı değildir.

*Elektriksel ve manyetik alanda sapmaya uğrar.

*Katot ışınları hızlı akan elektronlardır.

Elektron Yükünün Bulunması:

1906-1914 yılları arasında Robert Andrews Millikan , Thomson tarafından bulunan e/m değerinden faydalanarak yaptığı deneylerle elektronun yükü ve kütlesini bulmuştur. (Millikan Yağ Damlası Deneyi)

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

Gönderilen X-ışınları havadaki gaz taneciklerine çarparak oluşturduğu elektronlar yağ damlacıkları tarafından tutulur ve onların eksi yükle yüklenmesine neden olur. Yağ zerreciğinin kütlesi ve yağ zerreciğini dengede tutmak için levhalara uygulanan gerilim bilinirse, her damla üzerindeki yük miktarı hesaplanabilir.

Deney her tekrarlanışında yükün – 1,6022.10-19 coulombun katları olduğu belirlenmiştir. Elektronun yükü, e= 1,6.10-19 coulomb’dur. Bulunan değer e/m değerinde yerine yazılırsa elektronun kütlesi hesaplanabilir. Elektronun kütlesi, me = 9,1.10-31 kg dır.

ATOMDA ELEKTRONUN YÜKÜ İLE POZİTİF YÜKLER ARASINDAKİ İLİŞKİ:

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

Elektronlar gibi, protonun da e/m oranı, daha
sonra da ayrı ayrı yükü ve kütlesi hesaplanmıştır.
Protonun yükü= +1,6022.10-19
C, Protonun
kütlesi = 1,6725.10-27 kg olarak hesaplanmıştır.

Atomlar yüksüzdür(nötral).

Atomun yapısındaki eksi yüklü elektronlar bulunduğuna göre bu elektronların yükünü dengeleyecek kadar artı
yüklü bir kısmında bulunması gerekir. Kanal ışınları deneyi bu düşünceyi doğrulamıştır.Şekilde görüldüğü gibi, vakum tüpü ve bu tüpün ortasında gözenekli(delikli) bir katot vardır. Vakum tüpünün elektrotları arasına yüksek gerilim uygulanırsa;

katottan çıkan ve tüpün ikinci yarısında, katot ışınlarına ters yönde yayılan, artı yüklü ışınlara rastlanır. Bu ışınlara POZİTİF IŞINLAR veya KANAL IŞINLARI denir. Kanal ışınları protonlardan ibarettir.
Bu deneylerle, bütün atomların yapısında elektronlar yanında protonların da bulunduğu anlaşılmıştır.
İlk olarak Eugen Goldstein tarafından 1886’da araştırılmıştır.

ATOMUN PROTON SAYILARININ DENEYSEL OLARAK BELİRLENMESİ:

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

X-ışınları, görünür ışıktan daha yüksek enerjiye sahip elektromanyetik ışınlardır.

1913-1914 yıllarında İngiliz fizikçi Henry Gwyn Jeffreys Moseley , X-ışınlarını kullanarak değişik elementlerin farklı X-ışınları spektrumunu elde etmiştir.

Moseley, 1912’de anotta çeşitli elementleri kullanarak her elementin farklı karakteristik X-ışınları spektrumu verdiğini ve elementin atom kütlesi arttıkça yayınlanan ışının frekanslarının buna paralel olarak arttığını gözlemlemiştir.

Moseley, X-ışınları frekanslarının atomun çekirdeğindeki yükün karakteristiği olduğunu anlamıştır. Atom numaraları 13 ile 79 arasındaolan 38 elementin X-ışınları spektrumunu incelemiştir.

Kütle Spektrometresi: Atom ve moleküllerin kütlelerinin belirlenmesi Kütle Spektrometresi ile yapılır. Kütle Spektrometresi gaz halinde örneğin, yüksek enerjili elektronlarla bombardımanı ilkesi ile çalışır.

RUTHERFORD ATOM MODELİ:

Ernest Rutherford , alfa taneciklerinin (pozitif yüklü taneciklerin) ince altın levhada saçılmalarını gözlemlemiştir. Yaptığı deneyde dar bir aralıktan, paralel ve pozitif yüklü tanecikler demetini çok ince altın bir levhaya göndererek sapmaya uğrayan taneciklerin açısal dağılımını, çinko sülfür sürülmüş levha üzerinde beliren parıldamalar sayesinde belirlemiştir.

Rutherford yaptığı deney sonucunda 1911’de yeni bir atom modeli geliştirmiştir. *Alfa ışınlarının çoğu ince levhadan geçtiğine göre atomda büyük boşluklar vardır. *Atom kütlesinin tamamına yakını ve pozitif yüklerin tamamı çekirdekte toplanmıştır. Çekirdeğin hacmi çok küçüktür. *Çekirdekteki (+) yükün miktarı elementten elemente değişir. Çekirdek kütlesinin yarısını protonlar oluşturur. *Çekirdeğin dışında, pozitif yüke eşit sayıda elektron bulunur.

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

Rutherford, kütlesi yaklaşık protonun kütlesine eşit ve yüksüz bir taneciğin varlığını önermiştir. Ancak bu yüksüz taneciğin özelliklerini 1932’de James Chadwick ortaya koymuş ve nötron adını vermiştir. Çekirdekli atom modelini ilk öneren kişi Rutherdford’dur.

ELEKTROMANYETİK IŞINLARIN DALGA MODELİYLE AÇIKLANMASI:

Dalga, titreşen ve enerji transfer eden bir bozulmadır. Bir dalganın hızı, dalganın türüne ve yol aldığı ortama (hava, su veya vakum gibi) bağlıdır. Elektromanyetik ışın uzayda dalga hareketi ile ilerler. Elektromanyetik ışıma; renk, elektrik ve manyetik alanların dalgalar biçiminde bir ortam veya vakumda yayıldığı bir enerji şeklidir.

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

Hız (c) :Belli bir ışıma için dalga boyu ile frekansın
çarpımı elektromanyetik dalgalar için ışık hızına
eşittir. Boşlukta bütün dalgalar aynı hızla hareket
eder. Bu hız ışık hızına eşit olup 3.108 m/s dir.
( c = √ . λ )

Dalga boyu (λ:lamda) :Art arda gelen iki dalga üzerinde benzer noktalar arasındaki uzaklıktır. (İki max veya iki min nokta arasındaki uzaklık) Dalga sayısı : 1/ dalga boyuna dalga sayısı denir. √ ile gösterilir.

√ = 1/ λ Genlik(A) :Bir dalgada max yüksekliğe veya min derinliğe denir. Dalganın yani ışımanın şiddeti, genliğin karesi (A2 ) ile doğru orantılıdır. Frekans(√: nü ) :Belli bir noktadan 1 saniyede geçen dalga sayısıdır. Birimi Hz (Hertz)’dir. 1 Hz = 1/ saniye

 

 

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

Renkler arasında kırmızı en uzun dalga boyu ve en düşük frekansa; mor ise en kısa dalga boyu ve en yüksek frekansa sahiptir. Göz, ancak bu iki renk arasındaki ışınlara karşı duyarlıdır. Görünür ışık dalga boyları yaklaşık 380 nm – 760 nm arasındaki ışınları içerir. Frekansı kırmızı renginkinden düşük ışınlara Kızıl ötesi (IR) Infrared; frekansı morunkinden yüksek olanlara ise Mor ötesi (UV) Ultraviyole Işınlar denir. Bütün bu frekansları kapsayan elektromanyetik ışın dizisine ELEKTROMANYETİK DALGA SPEKTRUMU denir. Spektrum, elektromanyetik ışının frekansı veya dalga boyuna göre gruplandırılır.

Konu ile ilgili bu videoyu mutlaka izleyin

Elektromanyetik ışımanın maddeyle (atomlar ve moleküller) etkileşmesini konu alan bilim dalına Spektroskopi, bu etkileşmenin incelendiği aletlere Spektroskop ve spektrumların kaydedildiği aletlere de Spektrometre denir. Bir ışığın cam prizmadan geçirilerek kendisini oluşturan farklı dalga boylarında ışınlara ayrışmasına Spektrum ya da tayf denir.

ÖRNEK : Bir yeşil ışığın dalga boyu 500 nm’dir. Bu radyasyonun frekansını hesaplayınız. (c=3.108 m/s)

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

IŞIĞIN İKİLİ DOĞASI:

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

Işığın tanecikler halinde yayıldığını ilk olarak ortaya atan Newton’dur. Işığın tanecikler halinde yayılması yansıma ve kırılma gibi bazı bilinen olayların açıklanmasını sağlıyordu. Newton hayatta iken 1678’de Hollandalı fizikçi Christian Huygens , ışık kaynaklarının çok yüksek frekanslı titreşimler meydana getirdiğini ve bu titreşimlerin, saydam ortamlarda dalgalar halinde yayıldığını ileri sürmüştür. Bu kanıya dar bir aralıktan ışık ışınları geçirerek bu ışınların önündeki ekranda karanlık ve aydınlık alanlar oluşturmasını gözlemleyerek varmıştır.

Huygens’in ışığın dalga hareketi şeklinde olduğu prensibini açıklayabilmek için İngiliz fizikçi Thomas Young çift aralıklı ışık girişim deneyini yapmıştır.

Yarıklarda geçen iki ışının perde üzerinde aynı titreşim yaptıklarında birbirini kuvvetlendireceğini (aydınlık bölge), zıt titreşim yaptıklarında birbirini söndüreceğini (karanlık bölge) söyleyerek Young’ın bu deneyi ışının dalga teorisini desteklemektedir. Yani ışın uygun koşullarda dalgalar gibi girişime uğramaktadır.

Elektromanyetik Işımanın Dalga ve Parçacık Özelliği:

Elektromanyetik ışımanın hem dalga hem de parçacık yapısında olma özelliği vardır. Işık, elektromanyetik ışımanın gözle görülen bölümüdür. Elektromanyetik ışımanın dalga kuramı, gözlenen pek çok özellikleri açıklar. CD üzerinde görülen gökkuşağı renkleri, elektromanyetik ışımanın “dalga” girişimine örnek teşkil ederken “siyah cisim ışıması” ve “fotoelektrik olay” gibi olaylar ise ışımanın parçacıklardan oluşması ile açıklanabilir.

Işıma enerjisinin parçacık özelliği için Max Planck tarafından kuantum kuramı önerilmiş, enerjinin ancak belli bir büyüklük halinde alınıp verilebileceğini belirtmiştir. Belli bir büyüklük halinde alınıp verilebilen bu enerjiye “KUANTUM”, ışıma enerjisine ise “KUANTLANMIŞ ENERJİ” denir. Albert Einstein, 1905’te ışımayı oluşturduğu ve ışık hızıyla hareket ettiği kabul edilen bu kuantumları “FOTON” lar olarak isimlendirilmiştir. Işıma enerjisi hem ışıma dalgaları hem de foton akımlarıdır. Işıma enerjisi sürekli değil, kesikli bir biçimde, kuantumlar halinde alınıp verilebilir.

Siyah Cisim Işıması:

Üzerine gelen bütün ışınları soğuran cisimlere “SİYAH CİSİM” denir. Siyah cisim bir metalden veya kilden yapılmış, her yanı kapalı ve içi karbonla sıvanmış borunun üzerine bir delik açmakla hazırlanabilir. Siyah cisim ısıtılıp delikten çıkan ışımalar gözlendiğinde her çeşit dalga boyunda ışığın olduğu görülür. Düşük sıcaklıkta az enerjili (uzun dalga boylu) ışımalar olurken sıcaklık yükseldikçe ışıma yüksek enerjili (kısa dalga boylu) olur. Siyah cisim ısıtılıp görünür ışık yaydığında önce kırmızı renk görülür. Sıcaklık arttırılınca turuncu ve sarı ışıma mora kadar devam eder.

 

Planck Kuantum Kuramı:

1900 yılında Max Planck , siyah cismin ışımasıyla yayılan ışının, sürekli bir elektromanyetik dalga olmadığını göstermek için, kesikli enerji paketlerinden (foton) oluştuğunu ileri sürmüştür. Buna göre enerji de madde gibi sürekli değildir. Elektromanyetik radyasyon şeklinde yayılan enerjinin en küçük birimine “KUANTUM” demiştir. Kuantum modeli “ENERJİNİN KUANTLAŞMASI” temeline dayanır.

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

Klasik fizik ile Planck’ın kuantum modeli arasındaki temel fark şudur: klasik fizik bir sistemin sahip olabileceği enerjiye bir sınırlama getirmezken kuantum modelli bu enerjiyi belli değerlerdeki özel paketler halinde sınırlamıştır.

Max Planck, herhangi bir √ frekansında salınan enerji miktarının belirli bir E değerinden küçük olmayacağını kabul etmiştir. Siyah cisimden salınacak en küçük enerji değerinin titreşim frekansına oranının sabit olduğunu göstermiştir. Kendi adıyla anılan bu sabit “h” ile gösterilmiştir. Her kuantum enerjisi, ışımanın frekansı ile doğru orantılıdır. Planck bir kuantumun taşıdığı enerji için; E=h. √ bağıntısını kullanmıştır. Planck sabiti (h) değeri 6,626196.10-34 J.s dir.

1905’te Albert Einstein, kuantum kuramını kullanarak fotoelektrik olayını çözmüştür. Fotoelektrik Olay, bir metal yüzeyine ışık tutulduğu zaman elektronların kopması olayıdır. Einstein, Planck’ın ortaya attığı kesikli ve belli büyüklükteki enerji kuantumlarının (fotonların) metal elektronları ile etkileşmesinin fotoelektrik olaya yol açtığını söylemiştir. Bir foton bir metal atomuna çarptığı zaman tüm enerjisini elektronlara verir. Bir elektron koparmak için minimum enerjiye sahip olması gerekir. ( Eo = h. √o )

Belli frekansta bir ışımanın şiddetinin artırılması fotonların sayısını artıracak ama enerjilerini değiştirmeyecektir. Işımanın enerjisi artarsa elektronun hızı da buna bağlı olarak artmaktadır.

Işın kuantumlarının (fotonların) enerjisi ile dalga nicelikleri arasındaki ilişki:

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

ATOM SPEKTRUMLARI:

Atom spektrumlarının incelenmesi elementlerde elektron düzenini bulmak için kullanılan en iyi yöntemdir. Beyaz ışık (güneş ışığı) önce dar bir demet yapıcı yarıktan ve daha sonra prizmadan geçirilirse görünür bölgede mordan kırmızıya kadar değişen bütün renkleri içeren KESİKSİZ (SÜREKLİ) SPEKTRUM elde edilir. Elementler, gaz veya buhar halinde gerekli yüksek sıcaklığa kadar ısıtılırsa bir ışıma yayımlar. Işımanın prizmadan geçirilmesi bir KESİKLİ (ÇİZGİ) SPEKTRUM verir. Çizgi spektrumunda elementler (atomlar) görünür bölgenin değişik kesimlerinde parlak çizgiler oluşturur. Oluşan bu çizgi spektrumlarının nedeni maddelerin enerji (ısı, elektrik) aldıklarında kendine özgü dalga boylarında ışık yayımlamasıdır. Her elementin kendine özgü belirgin yayınma (emisyon) çizgi spektrumu vardır. Güneş ışığının kesiksiz spektrumunda soğurma (absorpsiyon) dalga boyları siyah çizgiler şeklinde görülür. Bunlara “Fraunhofer Çizgileri” denir. Bu çizgiler, güneş yüzeyindeki gaz elementlerin ışığın bazı dalga boylarını soğurmaları nedeniyle oluşur.

Hidrojenin yayınma (emisyon) spektrumu:

Emisyon spektrumu, madde örneğinin ısı ve ışık gibi enerji türleriyle etkileşmesinden sonra gözlenebilir. Atomik hidrojenin görünür bölgedeki spektrumu 4 çizgiden oluşur. En parlak çizgi 656 nm dalga boyu ile kırmızıdır. Bu değer hidrojenin yayınma spektrumunun görünür bölgedeki dalga boylarına karşılık gelir. Bu eşitlikle bulunan spektrum çizgileri dalga boylarına “BALMER SERİSİ” denir.

Hidrojen atomu spektrumunda gözlenen seriler:

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

Hidrojenin soğurma (absorpsiyon) spektrumu:

Elementlerin emisyon (yayınma) spektrumları olduğu gibi bir de soğurma (absorpsiyon) spektrumları vardır. Bunun nedeni hangi dalga boylarında ışıma yapıyorlarsa o dalga boylarındaki ışımayı soğurabilir. Her element atomunun kendine özgü bir absorpsiyon ve emisyon spektrumları vardır. Ayırt edici bir özelliktir.

 

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

J.Balmer ve J.Rydberg hidrojenin görünür bölge yayınma spektrumundaki en uzun dalga boylu üç çizginin (kırmızı, yeşil, mavi) dalga boylarını hesaplamaya yarayan bir eşitlik geliştirmişlerdir. Bu eşitlik Rydberg eşitliği olarak bilinir.

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

BOHR ATOM MODELİ VE VARSAYIMLARI:

Hollandalı fizikçi Niels Henrik David Bohr , atomların spektrumları ile Planck ve Einstein’in kuantum düşüncelerinden yaralanmıştır. Atomun elektron yapısını açıklayabilmek için Boht; atomun bir çekirdek ile çevresindeki elektronlardan oluştuğunu ve elektronların çekirdek üzerine düşmediği gerçeğinden yola çıkarak basit bir atom modeli önermiştir. Hidrojenin çizgi spektrumu ışımanın belli miktarlar (kuantumlar) halinde yayıldığını gösterir. Hidrojenin elektronunun enerjisi kuantlanmıştır. Elektron, yüksek enerjili bir düzeyden daha düşük olan düzeye geçerken enerji farkı, ışıma kuantumu olarak yayılmakta ve yayınma spektrumundaki bir çizgiye karşılık gelmektedir.

Bohr atom modeline göre;

1.Bir atomda bulunan her elektron çekirdekten ancak belirli uzaklıklarda küresel yörüngelerde bulunabilir. Her yörünge belirli enerjiye sahiptir. Bu yörüngelere “ENERJİ DÜZEYİ” denir. Yörüngelerin ortak merkezi çekirdek olup yörüngeler K, L, M, N,O gibi harflerle gösterildiği gibi 1, 2, 3, 4, 5 gibi rakamlarla bir “n” değeri ile belirtilir. 2.Bir atomun elektronları en düşük enerji düzeyinde bulunmak ister. Bu düzeye “TEMEL HÂL DÜZEYİ” denir. Madde ısıtıldığında atomlarındaki elektronlar daha yüksek enerji düzeyine geçer. Bu durumdaki atomlara “UYARILMIŞ HÂL” denir. Uyarılmış atom yüksek enerjili olduğundan kararsızdır. 3.Yüksek enerji düzeyinde bulunan elektron düşük enerji düzeyine inerse aradaki enerji farkına eşit enerjide ışın yayılır.

Bir dış yörüngedeki (nd) elektronun enerjisine Ed ve bir iç yörüngedeki (ni) elektronunun enerjisine de Ei diyelim. Elektron dış yörüngeden iç yörüngeye geçtiğinde (Ed-Ei) kadar enerji bir ışık fotonu şeklinde yayılır.

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

ÖRNEK: Hidrojen elektronunun 1.Bohr yörüngesinden 4.Bohr yörüngesine uyarılması için; a)Gereken enerji kaç J olur? b)Elektronun soğurduğu ışımanın dalga boyu kaç m dir? ( h=6,62.10-34 ) a)

Atomla İlgili Düşünceler: 1. Bölüm Modern Atom Teorisi

ATOM MODELİNİN SERÜVENİ

Birçok bilim adamı tarih boyunca atomun yapısı ile ilgili pek çok fikir ortaya atmış ve atomun yapısını tanımlamaya çalışmıştır. Zaman içerisinde teknoloji ilerledikçe bu fikirlerin doğru olanları ile yanlış olanları belirlenerek yeni fikirler ortaya atılmıştır.

Atomun küçük ve bölünemez parçacıklardan oluştuğu düşüncesini ilk olarak yunanlı filozof Democritus ( M.Ö. yaklaşık 460–370) ortaya atarak bu parçacıklara yunanca “bölünemez” anlamına gelen atom adını verdi. Democritus her maddenin hep aynı özdeş atomlardan oluştuğunu, maddelerin farklı görünmesinin atomların düzeninden ve hareketlerinden kaynaklandığını ortaya attı.

DALTON ATOM MODELİ

İngiliz bilim adamı john dalton’a göre:
• atomlar içi dolu , berk, bölünemez kürelerdir.
• Bir elementin tüm atomları kimyasal özelliklerinin yanı sıra kütle,hacim gibi aynı fiziksel özellikleri taşır.
• Farklı elementlerin atomları farklı özellik taşır.
• Atomlar belli oranlarda birleşerek molekülleri oluştururlar.

THOMSON ATOM MODELİ

John Joseph Thomson’a göre:
*Atomlar çapları yaklaşık 10 üssü -8 olan kürelerdir.
*Atomu oluşturan pozitif yüklü protonlar negatif yüklü elektronlar küre içine dağılmıştır. Thomson bu modeli üzümlü kek modeline benzetmiştir.
*Protonların sayısı elektronların sayısına eşit olduğundan atom yüksüzdür.
*Atomun kütlesini protonlar oluşturur.

RUTHERFORD ATOM MODELİ

Ernest Rutherford’ a göre:
*Atomun merkezinde çekirdek vardır.
*Atom içi dolu berk kürecik değildir, atomun içinde çok küçük hacimde çekirdek olup büyük hacim boşluktur.
*Elektronlar çekirdek çevresindeki yörüngelerde dolanır.
*Çekirdek atom kütlesinin tamamına yakın bir kısmını oluşturur.
*Bir elementin tüm atomlarındaki proton sayısı aynıdır. Farklı elementlerin proton sayıları ise birbirinden farklıdır.
* Bir atomdaki proton sayısı elektron sayısına eşittir.
*Protonlar atom kütlesinin yarısını oluşturur.
Rutherford atom kütlesinin diğer yarısını oluşturan yüksüz taneciklerin olması gerektiğini söyledi, fakat ispatlayamadı. 1932’ de Chadwick nötronların varlığını kanıtlayarak atom kütlesinin diğer yarısını oluşturan yüksüz tanecikleri buldu.

BOHR ATOM MODELİ

Niels Bohr’a göre:
*Elektronlar çekirdek çevresinde belirli enerji düzeylerinde ışıma yapmadan dolanır.
*Çekirdekten uzaklaştıkça yörüngenin enerjisi artar.
*Yörüngelerde dolanan elektronlar dairesel hareket yapar.

MODERN ATOM TEORİSİ

Modern atom teorisi günümüzde de kabul edilen en gelişmiş atom modelidir. Bu teorinin bohr atom modelinden en önemli farkı elektronların çekirdeğin etrafında çizgisel yörüngelerde dolanmadığıdır.
Modern atom teorisine göre elektronlar çok hızlı hareket eder ve belli konumları yoktur.bu nedenle elektronların yeri saptanamaz ancak bulunma olasılıklarının yüksek olduğu yerler belirlenebilir. Bu alanlara elektron bulutu denir.

Atom hakkında çalışmalar yapan bilim adamları

MARİE CURİE

Marie CURIE bir atom çekirdeğinin ışınımlar yayarak kendiliğinden parçalanıp başka bir elementin atomuna dönüşmesi olan radyoaktiflik konusundaki ilk çalışmaları gerçekleştirenler arasında seçkin bir yere sahiptir.Polonyalı bir fizik ve matematik profesörünün kızı olan Marie Sklodowska Varşova’da doğdu. 1891’de Paris’e giderek Sorbonne Üniversitesi’nde fizik ve matematik eğitimi gördü.

1895’te Fransız fiziksel kimyacı Pierre Curie ile evlendi. Pierre Curie 16 yaşındayken Sorbonne’a girmiş, iki yılda diploma alarak aynı üniversitede asistan olmuştu. Kristallerin ısıyla elektriklenmesini (piroelektrik) araştıran ve kristallerin basınçla elektriklenmesi (piezoelektrik) olgusunu bulan Pierre Curie, magnetizma konusundaki teziyle 1895’te doktora derecesini almıştı. Pierre Curie’nin bazı kristallerin titreşince elektrik ürettiğini ve elektrik verilince titreştiğini bulması kristallerin radyolarda kullanılmasına yol açmıştır.Marie ve Pierre Curie evlendikten sonra bilimsel araştırmalarını birlikte sürdürdüler; Fransız fizikçi Henri Becquerel’in 1896’da uranyum elementinde varlığını ortaya koyduğu ve sonradan radyoaktiflik olarak adlandırılan olguyu incelemeye başladılar. Marie Curie toryumun da uranyum gibi radyoaktif*lik özelliği gösterdiğini buldu; çeşitli maddelerin yaydığı radyasyonu karşılaştırmak için özel bir elektroskop geliştirdi. Uranyum elde etmekte kullanılan pekblend cevherinin uranyumdan daha radyoaktif olduğunu görerek, bu cevher içinde uranyumdan daha radyoaktif bir madde olması gerektiği sonucuna vardı.

Marie Curie radyum bileşikleri ile çalışırken oluşan yanıklar yüzünden çok acı çekti ve radyoaktif ışınımın neden olduğu kan kanserinden öldü.

JOHN DALTON

John Dalton, 6 Eylül 1766 – Manchester, 27 Temmuz 1844) İngiliz kimyager ve fizikçi, Cumberland Cockermouth yakınlarındaki Eaglesfield’de doğdu. En çok atom teorisi’ni savunması, kendi adı verilen atom modeli ve onuruna bazen Daltonizm de denen renk körlüğü hakkında yaptığı araştırmalarla tanınır.

19. yüzyılın başlarında atom konusunda ilk bilimsel yaklaşımı yapan atomcudur.Ona göre atomlar içleri dolu ve parçalanamayan berk kürelere benzemektedir.

John Dalton, maddeleri çok küçük yapı taşlarının topluluğu halinde bulunduğu fikrini ileri sürdü .Dalton’un atomla ilgili görüşleri şöyle özetlenebilir: 1. Elementler atom adı verilen son derece küçük taneciklerden oluşur.2. Belli bir elementin bütün atomları birbirinin aynıdır; yani bu atomların boyutları eşittir, aynı kütleye sahiptir ve kimyasal özellikleri aynıdır. Ancak bir elementin atomları diğer bütün elementlerin atomlarından farklıdır3. Bileşikler birden çok elementin atomlarından oluşmuştur.

Herhangi bir bileşikteki iki elementin atom sayılarının oranı bir tam sayı ya da basit tam sayılı bir kesirdir.4. Kimyasal tepkimeler, yalnızca atomların birbirinden ayrılması, birbirleri ile birleşmesi ya da yeniden düzenlenmesinden ibarettir; atomların yok olmasına ya da oluşmasına yol açmaz.

J.J. THOMSON

Sir Joseph John Thomson (bilinen adıyla J. J. Thomson) (d. 18 Aralık 1856 – ö. 30 Ağustos 1940). İngiliz fizikçi. Elektronu, izotopları ve kütle spektrometresini keşfetmiştir. Joseph John Thomson İskoç bir aileden, 1856’da Cheetham Hill, Manchester’da dünyaya geldi. 1940’ta vefat etti ve Westminster Abbey’de Isaac Newton’a yakın bir yere gömüldü. Thomson Atom Teorisi:Elektronların e/m oranı üzerine yaptığıdeneyler sonucunda J.J.Thomson,atomun ;içinde negatif yüklü elektronların yüzen, pozitif yüklü elektrikten meydana gelmiş küreye benzediğini ve atomun kütlesinin büyük kısmının bu pozitif yüklü elektriklerden oluştuğunu ileri sürdü. Thomson tasarladığı atom modelini üzümlü keke; kekteki üzümleri elektrona, kekin hamurunu ise protona benzetmiştir.Thomson’a göre 1. Nötr bir atomda – yükü dengeleyen+ yükler bulunmalıdır.2. Atomdaki pozitif (+) yükler bulut şeklin*de olmalıdır. Elektronlar bu pozitif yük bulutu içinde yüzmelidir. 3. Atomun 10-10 m çapında içinde pozitif yüklü küre olup + yük atomun kütlesi içinde dağılmaldır.

ERNEST RUTHERFORD

Ernest Rutherford (30 Ağustos 1871 – 19 Ekim 1937), Yeni Zelandalı-İngiliz nükleer fizikçi. 1908 yılı Nobel Kimya Ödülü sahibi. Yeni Zelanda’ya göç etmiş İskoçya’lı bir ailenin 12 çocuğundan dördüncüsüydü. Babası tekerlek yapımcısıydı. Liseyi burslu olarak okudu. Yine burslu olarak devam ettiği Christchurch’teki Canterbury College’tan 1892’de lisans, ertesi yılda üstün başarıyla yüksek lisans derecelerini aldı. Bir yıl daha okulda kalarak demirin yüksek frekanslı manyetik alanlardaki mıknatıslanma özellikleri üzerinde araştırmalar yaptı.

Hertz’in yalnızca birkaç yıl önce bulmuş olduğu elektromanyetik dalgaları sezebilen bir dedektör yapmayı başardı.19. yüzyılın sonuna gelinirken pek çok bilim adamı artık fizikte gerçekleştirilecek bir yenilik kalmadığı kanısındaydı. Ama Rutherford üç yıl gibi kısa bir süre içinde tümüyle yeni bir fizik dalı ortaya çıkardı: Radyoaktiflik. Radyoaktifliğin bir elementin atomlarının başka bir elementin atomlarına kendiliğinden dönüşme süreci olduğu sonucuna vardı.

Maddenin değişmezliği kavramına sıkı sıkıya bağlı birçok bilim adamı bu görüşe karşı çıkacak, ama Rutherford’un görüşlerinin doğruluğu kısa sürede anlaşılacaktı.Rutherford’un 1911’de geliştirdiği “Atom Modeli” onun bilime en büyük katkısıdır. Alfa parçacıklarının ince metal levhalardan geçişini inceleyen Rutherford, alfa parçacığı artı yüklü olduğundan, levhadan geçişi sırasında metal atomlarındaki artı yüklerin banal etkisiyle sapmaya uğrayacağını, ama parçacığın kütlesi çok büyük olduğu iç bu sapmaların çok küçük olacağını düşünüyordu.

NİELS DAVİD BOHR

Niels Henrik David Bohr (7 Ekim 1885, Kopenhag – 18 Kasım 1962, Kopenhag), Danimarkalı ünlü fizikçi.Kuantum kuramının atom yapısının belirlenmesinde ilk kez kendi adıyla anılan atom modelini oluşturdu. Kuantum fiziğinin gelişmesinde 50 yıla yakın bir süre öncü rol oynadı. Ayrıca atom çekirdeğinin “sıvı damlacığı modeli”ni geliştirdi. Bohr çalışma yaşamında sergilediği istenç gücünün yanı sıra neşe ve mizahıyla gönülleri fethetmesini de biliyordu. Bir teori üzerine tartışırken, sözlerini şöyle bağlamıştı: “Bu teorinin çılgınca bir şey olduğunu biliyoruz. Ama ayrıldığımız nokta, teorinin, doğru olması için yeterince çılgınca olup olmadığıdır.”Son önemli çalışmasını, 1939’da yaptı. Yeni keşfedilmiş olan çekirdek bölünmesinin neden bazı çekirdeklerde olup diğerlerinde olmadığını açıklamak için, bir büyük çekirdek ile bir sıvı damlası arasındaki benzerliği kullanmıştı. II. Dünya Savaşı sırasında Bohr, New Mexico’daki Los Alamos’ta (ABD) atom bombasının geliş*tirilmesine katkıda bulundu. Savaştan sonra Kopenhag’a döndü ve burada 1962’de öldü.

Atomla ilgili çalışma yapan bilim adamlarının adları nelerdir

MARİE CURİE

Marie CURIE bir atom çekirdeğinin ışınımlar yayarak kendiliğinden parçalanıp başka bir elementin atomuna dönüşmesi olan radyoaktiflik konusundaki ilk çalışmaları gerçekleştirenler arasında seçkin bir yere sahiptir.Polonyalı bir fizik ve matematik profesörünün kızı olan Marie Sklodowska Varşova’da doğdu. 1891’de Paris’e giderek Sorbonne Üniversitesi’nde fizik ve matematik eğitimi gördü. 1895’te Fransız fiziksel kimyacı Pierre Curie ile evlendi. Pierre Curie 16 yaşındayken Sorbonne’a girmiş, iki yılda diploma alarak aynı üniversitede asistan olmuştu. Kristallerin ısıyla elektriklenmesini (piroelektrik) araştıran ve kristallerin basınçla elektriklenmesi (piezoelektrik) olgusunu bulan Pierre Curie, magnetizma konusundaki teziyle 1895’te doktora derecesini almıştı. Pierre Curie’nin bazı kristallerin titreşince elektrik ürettiğini ve elektrik verilince titreştiğini bulması kristallerin radyolarda kullanılmasına yol açmıştır.Marie ve Pierre Curie evlendikten sonra bilimsel araştırmalarını birlikte sürdürdüler; Fransız fizikçi Henri Becquerel’in 1896’da uranyum elementinde varlığını ortaya koyduğu ve sonradan radyoaktiflik olarak adlandırılan olguyu incelemeye başladılar. Marie Curie toryumun da uranyum gibi radyoaktif*lik özelliği gösterdiğini buldu; çeşitli maddelerin yaydığı radyasyonu karşılaştırmak için özel bir elektroskop geliştirdi. Uranyum elde etmekte kullanılan pekblend cevherinin uranyumdan daha radyoaktif olduğunu görerek, bu cevher içinde uranyumdan daha radyoaktif bir madde olması gerektiği sonucuna vardı.

*john dalton

*John Joseph Thomson

*Marie Curie

*Becquenel

*Albert Einstein

*Oktay Sinanoğlu

*Niels Bohr

*Ernest Rutherford

*Enrico Fermi

*Leo Szilard

*Meri Küri

*Bekerel

*James Chadwick

Albert Einstein

(d. 14 Mart 1879 – ö. 18 Nisan 1955), Yahudi asıllı Alman teorik fizikçi.

Almanya’nın Ulm kentinde dünyaya gelen Einstein, yaşamının ilk yıllarını Münih’te geçirdi. Lise eğitimini ve yüksek eğitimini İsviçre’de tamamladı fakat bir üniversitede iş bulmada yaşadığı zorluklar nedeniyle bir patent ofisinde müfettiş olarak çalışmaya başladı. 1905 yılı Einstein için bir mucize yıl oldu ve o dönemde kuramları hemen benimsenmemiş olsa da ileride fizikte devrim yaratacak olan dört makale yayınladı. 1914 yılında Max Planck’ın kişisel ricası ile Almanya’ya geri döndü. 1921 yılında fotoelektrik etki üzerine çalışmaları nedeniyle Nobel Fizik Ödülü’ne layık görüldü. Nazi Partisi’nin iktidara yükselişi nedeniyle 1933’te Almanya’yı terk etti ve Amerika Birleşik Devletleri’ne yerleşti. Ömrünün geri kalanını geçirdiği Princeton’da hayatını kaybetmiştir.

Albert Einstein, özel görelilik ve genel görelilik kuramları ile iki yüzyıldır Newton mekaniğinin hakim olduğu uzay anlayışında bir devrim yaratmıştır. Sadece matematik hesaplamalar ve denklemler ile oluşturduğu kuramları sonradan deneysel olarak defalarca doğrulanmıştır. E = mc2 denklemi ile formüle ettiği kütle-enerji eşdeğerliği yıldızların nasıl enerji oluşturduğuna açıklama getirmiş ve nükleer teknolojinin önünü açmıştır. Fotoelektrik etki ve Brown hareketine getirdiği matematiksel açıklamalar, modern fiziğe diğer katkıları arasındadır. Ömrünün büyük bir kısmını bütün kuramları birleştiren bir birleşik alan kuramı yaratmaya çalışarak geçirmiş ama bu çabaları sonuçsuz kalmıştır. Einstein kuantum mekaniğinin bazı sonuçlarına, özellikle belirsizlik ilkesine oldukça şüpheci yaklaşmış fakat bu yaklaşımlar ileride geniş kabul görmüştür.

Einstein Nazilerin nükleer bomba geliştirmesi endişesiyle ABD başkanı Roosevelt’e bir mektup göndermiş, ABD’nin nükleer çalışmalara başlamasını tavsiye etmiştir. Holokost sonrası Yahudilerin kendi ülkelerine sahip olması gerektiği fikrini savunmuş, İsrail’in kuruluşuna destek vermiştir. Çeşitli söyleşilerinde Yahudilik dinine ve diğer kutsal kitaplara inanmadığını belirtmiş, sosyalizme sempati duyan bir makale yayınlamıştır. Bertrand Russell ile birlikte nükleer silahlara karşı bir manifesto da yayınlamıştır.

Einstein hayatı boyunca 300’den fazla bilimsel makale yayınlamıştır, ayrıca 150’den fazla bilim dışı çalışmaları da olmuştur. Başarıları ve eserleri nedeniyle Einstein sözcüğü, “dahi” ile eşanlamlı kullanılmaya başlanmıştır.

Atomla ilgili bilim adamlarının görüşleri

Sir Joseph John Thomson

Aynı kütle-yük oranlı benzer tanecikler, morötesine tutulan metaller ve akkor derecede ısıtılan karbon tarafından da salınıyordu. Morötesi ışık altında «fotoelektrik» deşarj olayıyla yük ölçülebiliyordu Böylece, elektron kütlesinin, en hafif atomlardan bin kez daha hafif olduğu ortaya çıktı. Katot ışını tanecikleri hep aynı özellikleri gösterdikleri için, Thomson bunların, maddelerin yapı taşları olduklarını ve artı elektrikli küre içinde, belirli bir biçim ve sayıda dizilerek, elementlerin kimyasal özelliklerini belirlediklerini’ öne sürdü. Katot ışınları konusundaki araştırmaları nedeniyle, 1906’da Nobel fizik ödülünü kazandı.

Thomson’un atom modeli, sonradan Rutherford tarafından değiştirilmesine karşılık, atom numarası kavramının (elementin özelliği, bir nötr atomun elektron sayısı) temelini oluşturmuştur. Thomson, iyonlaşma konusunda araştırma yaparken, katot ışınlarını tamamlayan artı ışınlarla da ilgilenmiş (bunlar, magnetik ve elektrik alanda, biçimi kaynaklandıkları elementin atom ağırlığına bağlı paraboller oluşturmaktaydı), böylece 1913’te, neonun «İZOTOP» adı verilen, yalnızca ağırlıkları farklı iki türü olduğunu bulmuştur.

James Chadwick

Atomun parçalarından nötronu bulmasıyla tanınır.

İyi bir ilk ve orta eğitimden sonra Manchester üniversitesi fizik bölümünden 20 yaşında mezun oldu. Verilen bir burstan yararlanarak ve Geiger ile çalışmak amacıyla Almanya’ya gitti. Almanya savaşa girince bir at ahırına kapatıldı. Fakat çeşitli Alman fizikçilerinin yardımlarıyla 1919 yılında İngiltere’ye dönüp araştırmalarına başladı. Rutherford ile birlikte çeşitli elementlerin alfa parçacıklarıyla bombardımanı üzerinde çalıştı.

Bu deneylerden elde ettiği verileri atomların çekirdekleri üzerindeki artı yükün hesabında kullandı. Aldığı sonuçlar Moseley’in geliştirdiği atom numaraları kuramına uyuyordu.

1920 yılında atomun iki parçacığı olduğu biliniyordu: J.J. Thomson’un bulduğu elektron ve Rutherford’un keşfettiği proton. Protonların tamamı çekirdekteydi. Ama çekirdek atom kütlesinin çoğunu oluşturacak sayıda proton içeriyorsa yükü büyük bir artı değerde oluyordu. Örneğin, helyumun dört protonluk bir kütlesi vardı fakat yükü iki proton karşılığı idi. O halde, çekirdekte geri kalan iki protonluk yükü giderecek birkaç elektron bulunmalıydı. Fakat elektronlar çok hafif parçacıklar olduklarından kütleyi etkileyemezlerdi. Hatta elektronlar, protonları bir arada tutan “çimento” gibi düşünülüyordu. Çünkü elektron olmadan aynı yükteki protonların bir arada duramayıp ayrılacakları sanılıyordu. Bu görüşe göre, helyum çekirdeğinde dört proton ve iki elektron bulunmalıydı ki kütlesi dört ve yükü net artı iki olsun.

Aristoteles

Aristotales: Milattan önce 384-322 yılları arasında yaşamış olan ünlü Yunanlı bilim adamı ve filozof. Mantığı, metafiziği, fiziği ve biyolojisiyle, modern çaga kadar tek ve en büyük otorite olmuş olan düşünür.

Aristoteles’in temel eserleri, mantık ve bilgi kuramı üzerine altı incelemeden oluşan Organon, doğa felsefesini açıkladığı Gökler Üzerine, Fizik ve Varlığa Geliş ve Yokoluş Üzerinedir. Psikoloji konusundaki iki temel eseri, Hayvana Dairle, Parva Naturalia olan Aristoteles’in varlık konusundaki ünlü eseri Metafiziktir. Siyaset felsefesi alanında Politikayı, estetik alanında, Poetika ve Retoriki yazmış olan filozofun, ahlak alanındaki temel kitabı Nikomakhos’a Ahlaktır.

Temel İlkeleri:

Aristoteles’in bir filozof olarak en önemli özelligi, onun sağduyuya olabildiğince yakın bir düşünür olmasıdır. Hem Platon’un İdealarına ve hem de Demokritos’un maddi atom görüşüne karşi çikan Aristoteles, hem ahlaki değerleri teminat altına alacak bir teori ve hem de bilimsel doğruları ortaya koyacak bir kuram, bilime ve ahlaka hakkını verebilmek için, atomlar veya İdealar benzeri gözle görülemez varlıkların varoluşunu öne sürmeyecek bir teori arayışı içinde olmuştur. Onun bulduğu çözüm töz ögretisidir. Buna göre, tözler tüm özellikler için dayanak olan nihai gerçeklik ve öznelerdir. Söz konusu nihai gerçeklikler somut şeylerdir ve somut şeyler için de Aristoteles’in gözde örnekleri biyolojik bireylerdir. Tözler nihai gerçekliklerdir, zira tözler varolmadığı takdirde, başka hiçbir şey, tözün özellikleri olarak tümeller de varolmayacaktır.

John Dalton

John Dalton’un 1808’de yayınladığı New System of Chemical Philosophy (Kimyasal Felsefenin Yeni Sistemi) kitabı, modern atom teorisinin anlatıldığı bir başlangıç sayılır. Bu kitap, 2400 yıl önce Anadolu’nun bilim merkezi Milet’te doğan ve Güney Trakya’da Abdera şehrinde çalışmalarını sürdüren Leucippus ve örgencisi Democritus tarafından ortaya atılan “Atomos” maddenin bölünemeyen en küçük parçası fikrinin deneye dayalı bilimsel sonuçlarını veren en önemli eserdir.

Leucippus ve Democritus’un MÖ 440’ta felsefi olarak ortaya attıkları atomos fikri, Dalton’a kadar çok az değişikliğe uğramıştır. ”Dünyanın yeni durumu” adlı yazısında Democritus atom için “maddenin temel taşı” demekte ve maddenin cinsi ve özelliklerine göre değişik atom olacağını ileri sürmektedir. Daha da ileri giderek canlıların küçük yuvarlak atomlardan, ruhun ise hava ve ısı atomlarından olduğunu ileri sürmektedir. Bütün bu çalışmalar felsefi olup bir deneye dayanmamaktadır. Fakat maddenin yapısı hakkında yıllarca kalan ve “atom” kelimesini bugünlere taşıyan önemli bir çalışmadır.

1582de İtalyan bilgini Giordeno Bruno “doğada bulunan her şeyin bölünümü, bölünemeyen bir parça ile son bulur” demekte, Pierre Gassendi (1592-1655) ise Bruno’yu desteklemekte ve atom fikrini “atomlar yeniden yaratılamazlar ve yok edilemezler, katı ve ağırlığı olan bellidir büyüklükte çok küçük parçacıklardır” şeklinde tarif etmektedir. Sonraki yıllarda Robert Boyle (1627-1691) corpuscular (parçacık), Isaac Newton (1642-1727) Primitive particles (ilkel parçacıklar) deyimini kullanan bilim adamlarıdır.

Modern kimyanın doğuşu genellikle Lavosier’in 1789’da yazdığı Traite Elementarie de Chemie kitabıyla anılır. Lavosier (1743-1794), çalışmalarını deneylerle yürüten ve teraziyi kullanan ilk kimyacılardandır. Lavosier, Prestly’nin keşfettiği oksijenin yanma için şart olduğunu göstermiştir. Benzer şekilde Dalton, atom teorisi çalışmalarına başladığında, kimyanın felsefi yönle değil de deneysel yönle çalışılması gerektiğini anlamış ve kantitatif çalışmalara başlamıştır.

Ernest Rutherford

Ernest Rutherford (30 Ağustos1871 – 19 Ekim1937), Yeni Zelandalı-İngiliz nükleer fizikçi. 1908 yılı Nobel Kimya Ödülü sahibi.

Yeni Zelanda’ya göç etmiş İskoçya’lı bir ailenin 12 çocuğundan dördüncüsüydü. Babası tekerlek yapımcısıydı. Liseyi burslu olarak okudu. Yine burslu olarak devam ettiği Christchurch’teki Canterbury College’tan 1892’de lisans, ertesi yılda üstün başarıyla yüksek lisans derecelerini aldı. Bir yıl daha okulda kalarak demirin yüksek frekanslımanyetik alanlardaki mıknatıslanma özzellikleri üzerinde araştırmalar yaptı. Hertz’in yalnızca birkaç yıl önce bulmuş olduğu elektromanyetik dalgaları sezebilen bir dedektör yapmayı başardı.

1895′ te İngiltere’ye giden Rutherford, Cambridge Universitesi’ndeki Cavendish Laboratuarı’nda J.J. Thomson’ın yanında çalışmaya başladı. Burada elektromanyetizma üzerindeki deneylerini sürdürdü ve Hertz dalgalarını 3 km uzaklıktan gönderip almayı başardı. Aralık 1895’te Wilhelm Conrad Röntgen’in X Işını’nı bulduğunu açıklamasının ardından, J.J. Thomson ve Rutherford bu konuda çalışmaya başladılar ve X Işını’nın gazlar içinden geçerken çok sayıda artı ve eksi elektrik yüklü parçacık ortaya çıkmasına, yani iyonlaşmaya yol açtığını, bu parçacıkları yeniden birleştirerek nötratomlar oluşturduğunu buldular. Rutherford ayrıca bu iyonların hızını ve birbirleriyle birleşerek yeniden gaz molekülleri oluşturma süresini belirlemeye yönelik bir yöntem geliştirdi. İyonlaşma gücü yüksek olan ama kolaylıkla soğurulabilen ışın türünü alfa ışınları, daha az iyonlaşmaya yol açan, ama girim gücü daha yüksek olan ışınları da beta ışınları olarak adlandırdı.

19. yüzyılın sonuna gelinirken pek çok bilim adamı artık fizikte gerçekleştirilecek bir yenilik kalmadığı kanısındaydı. Ama Rutherford üç yıl gibi kısa bir süre içinde tümüyle yeni bir fizik dalı ortaya çıkardı: Radyoaktiflik. Radyoaktifliğin bir elementin atomlarının başka bir elementin atomlarına kendiliğinden dönüşme süreci olduğu sonucuna vardı. Maddenin değişmezliği kavramına sıkı sıkıya bağlı birçok bilim adamı bu görüşe karşı çıkacak, ama Rutherford’un görüşlerinin doğruluğu kısa sürede anlaşılacaktı.

Bu büyük başarı üzerine Rutherford 1903’te Royal Society üyeliğine seçildi. Ertesi yıl aynı kurumun üstün başarılı bilim adamlarına verdiği özel bir ödül olan Rumford Madalyası ile ödüllendirildi. Alfa ışınlarının elektrik ve magnetik alanlarda sapmaya uğradığını 1903’te belirleyen Rutherford, sapmanın yönünü inceleyerek, bu ışınların artı elektrik yüklü parçacıklardan oluştuğu sonucuna vardı. Ayrıca bu parçacıkların hızını ve elektrik yükü/kütle oranını ölçmeyi başardı.

Rutherford’un 1911’de geliştirdiği “Atom Modeli” onun bilime en büyük katkısıdır. Alfa parçacıklarının ince metal levhalardan geçişini inceleyen Rutherford, alfa parçacığı artı yüklü olduğundan, levhadan geçişi sırasında metal atomlarındaki artı yüklerin itici etkisiyle sapmaya uğrayacağını, ama parçacığın kütlesi çok büyük olduğu için, bu sapmaların çok küçük olacağını düşünüyordu. Yapılan deneylerde alfa parçacıklarının gerçekten de genel olarak çok küçük sapmalar gösterdiği(%90 oranında), ama arada büyük açılarla sapan parçacıklarında bulunduğu, hatta bazen bir parçacığın hareket yönünü değiştirip geriye döndüğü gözlendi. Böylesine büyük kütleli alfa parçacığını bu kadar saptırabilmesi için atomdaki bütün artı yüklerin ve kütlenin çok küçük bir hacme yoğunlaşmış olması gerekiyordu.Buna dayanarak atomun boşluklu bir yapıdan oluştuğunu keşfetti.Rutherford’un bu görüşten yola çıkarak oluşturduğu model Rutherford Atom Modeli ya da Çekirdekli Atom Modeli olarak adlandırılır.

1908’de Nobel Kimya Ödülü’ nü alan, 1914’te kendisine Baron unvanı verilen Rutherford, 1922’de Royal Society’nin en büyük ödülü olan Copley Madalyası’ ile ödüllendirilmiştir. 1925’te ise bu kurumun başkanlığına seçilmiştir.

Empedokles

İonia’da Abdera’da yetişmiş olan Demokritos (I.Ö. 460-370) ise, Elea okulu ile Herakleitos’un felsefelerini, «atomculuk» diye ün salan görüş içinde uzlaştırmaya çalışmıştır. Hayatı hakkında kesin bilgilere sahip olmadığımız Leukippos’un, Demokrîtos’a öğretmenlik ettiği söylenir. Atomculuk anlayışına göre, varlığın aslı, belli bir zamanda ortaya çıkmamıştır, yok olamaz, değişemez ve her zaman nasılsa öyle kalır. Bu temel varlık yani anamadde, sayıları sonsuz olan ve nitelik bakımından aralarında fark bulunmadığı halde, nicelik bakımından farklı olan parçacıklar, yani atomlardır. Atomlar, yer kaplarlar ama bölünemezler.

Birbirlerinden, sadece hacim, biçim ve ağırlık bakımından farklıdırlar. Atomların niteliksel bir değişmeye uğramaları mümkün değildir. Bundan ötürü, evrendeki varlıkların çokluğu ve çeşitliliği bu atomların kendi içinde gerçekleşen dinamik bir değişme ile açıklanamaz. Evren içindeki çokluk ve çeşitlilik, bu atomların, biçimleri, duruşları ve yanyana geliş düzenleri ile yani çeşitli birleşme düzenleri ile açıklanabilir. Dikkat edilecek olursa, atomcular da, Miletos’lu filozoflara ve Herakleitos’a karşıt olarak, tıpkı Empedokles gibi, mekanik bir tabiat görüşü ileri sürmektedirler.

Atomlar, mekân içinde, çeşitli hızlarla ve kendiliklerinden hareket ederler. Birbirleriyle karşılaşmalarından ve yığılmalarından çeşitli unsurlar ve nesneler meydana gelir. Evren, atomların çarpışmalarından ve birbirleri üzerinde gösterdikleri etkilerden ortaya çıkmıştır ve bu zorunlu olarak böyle olmuştur. Demek ki, evrende, mekanik kanunlar ve zorunluk hâkimdir. Ruh da atomlardan yapılmıştır. Bu açıklamalar, Demokritos’un, ilkçağda yaşayan en tutarlı ve bilinçli maddeci (materyalist) olduğunu gösteriyor. Çünkü Demokritos, bütün varlığı, maddî parçacıklarla ve bunların mekanik bir şekilde birleşmesiyle açıklıyor ve bu birleşmenin kendi içinde bir zorunluk taşıdığını, dıştan herhangi bir amaca ya da etkiye göre olmadığını yani kendiliğinden gerçekleştiğini söylüyor. Bu bakımdan, Demokritos’un görüşleri, felsefe ve bilim tarihinde birçok kere yeniden ele alınarak değerlendirilmiş ve etkili olmuştur.

Atom alanında araştırma yapan türk bilim adamlarının isimleri

Oktay Sinanoğlu, (d. 25 Şubat 1935, Bari – İtalya) Türk kuramsal kimyacı ve moleküler biyolog.

Babasının(Nüzhet Haşim Sinanoğlu) bir başkonsolos olarak görev yapmış olduğu Bari’de doğdu. 1939 yılında İtalya’da II.Dünya Savaşı’nın başlamasının ardından ailesiyle Türkiye’ye döndü. Oktay Sinanoğlu, sonradan TED Koleji olan Ankara Yenişehir Lisesi’ne 1953 yılında burslu öğrenci olarak girdi ve okulu birincilikle bitirdi. Okulun bursuyla kimya okumak üzere ABD’ye gitti. 1956’da ABD Kaliforniya Üniversitesi Berkeley Kimya Mühendisliği’ni birincilikle bitirdi.

1957’de Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nü sekiz ayda bitirerek yüksek kimya mühendisi oldu. “Alfred Sloan” ödülünü aldı. 1959’da Kaliforniya Üniversitesi Berkeley’de kuramsal kimya doktorasını tamamladı. 1960’ta Yale Üniversitesi’nde öğretim üyesi (asistan profesör) oldu.

1960-61 yıllarında atom ve moleküllerin çok-elektronlu kuramı ile “Doçent” oldu. 1963’te 50 yıldır çözülemeyen bir matematik kuramını bilim dünyasına kazandırarak 26 yaşında “tam profesör” unvanını aldı. 20. yüzyılda Yale Üniversitesi’nde bu sanı kazanan en genç öğretim üyesidir.

1962 yılında Orta Doğu Teknik Üniversitesi mütevelli heyeti yalnız Oktay Sinanoğlu’na mahsus olmak üzere kendisine Danışman Profesör ünvanını verdi. Yale Üniversitesi’nde ikinci bir kürsüye daha profesör olarak atandı. 1973’de Almanya’nın en yüksek “Aleksander von Humboldt Bilim Ödülü”nü ilk kazanan kişi oldu. 1975’de Japonya’nın “Uluslararası Seçkin Bilimci Ödülü”nü kazandı; yine 1975 yılında özel kanunla Oktay Sinanoğlu’na ilk ve tek Türkiye Cumhuriyeti Profesörü ünvanı verildi. 1976’da Japonya’ya Türkiye Cumhuriyeti Özel Elçisi olarak gönderildi. Kendisi Türk-Japon kültür, bilim ve eğitim ilişkilerinin temellerini atmıştır. Amerika Bilim ve Sanat Akademisinin ilk ve tek Türk üyesidir. Meksika hükümeti tarafından yüksek Bilim Ödülü “Elena Moshinsky” ile ödüllendirildi.

Dünyada yeni kurulmaya başlayan moleküler biyoloji dalının ilk profesörlerinden biri oldu. DNA sarmalının çözelti içinde o biçimde nasıl durduğuna açıklama getirdi. Dünyanın pek çok yerinde buluşları ve kuramları ile ilgili konferanslar verdi.

1980’li yıllarda çalışmalarını kimya biliminin basit bir şekilde öğretilmesine yönelik bir kuramsal çerçeve üzerinde yoğunlaştırdı. Ancak 1988’de yayımlanan çalışmaları akademik dünyada ilgi görmedi. 1993’te Yale Üniversitesi’ndeki profesörlük görevlerinden erken sayılabilecek bir yaşta emekliye ayrıldı. Aynı yıl Türkiye’ye dönerek Yıldız Teknik Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü’nde profesörlüğe atandı. 2002 yılında bu görevden de emekliye ayrıldı.

Türkiye’de bulunduğu dönemde çalışmalarını daha çok Türk ulusal kimliği ve Türk diliyle ilgili milliyetçi görüşlerini yaymaya adadı. Eğitim dilinin resmi dil olması gerektiğini ve yabancı dilin takviyeli olarak öğretilmesinin gerektiğini savunmaktadır. Matematiksel yapısından dolayı Türkçe’nin en iyi bilim dili olduğunu söylemektedir.

Yaşamı boyunca Kuantum Mekaniği’ne birçok katkıda bulunmuş bir bilim adamıdır. P.A.M.Dirac’in de üzerinde uğraştığı ancak çözümleyemediği bir problemi, “Kuantum mekaniğinde Hilbert uzayının topolojisi ve içerdiği yüksek simetrileri çözdü.[3]. Böylece Kimya bilimini bu topolojik inceleme ile sağlam bir temele oturttu.

Ünlü sanatçı Esin Afşar’ın ağabeyidir.

Tüm akademik çalışmaları içinde en önemli 5 kuramı şöyledir:

* Many Electron Theory of Atoms and Molecules (1961) – Atom ve moleküllerin çok elektronlu kuramı[4].
* Solvophobic Theory (1964) – Çözgen-iter kuramı[5].
* Network Theory (1974) – Kimyasal tepkime mekanizmaları kuramı[6].
* Microthermodynamics (1981) – Mikrotermodinamik
* Valency Interaction Formula Theory (1983) – Değerlik kabuğu etkileşim kuramı.[7].

ANA SAYFA | Haber | Dünya | Bilim | Teknoloji | Sağlık-Yaşam

Dergi | Eğitim | Tanıtım | Shop | Video News | Paranomi

Twitter | Facebook | Pinterest | Akademi Portal Arşiv |  Akademi Portal 

 

Facebook Hesabınız Üzerinden Yorum Yapın

Hakkında Akademi Portal

Akademi Portal

Cevapla

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar işaretlenmelidir *

*

Güvenlik *