Anasayfa
Planck'ın bulgusundan 5 yıl sonra A.Einstein fotoelektrik etki olarak
bilinen fizik olayını açıkladı ve Nobel ödülünü almaya da hak kazandı.
Einstein'e göre ışıklı parçacıklar, frekanslarıyla orantılı olarak enerji
taşır ve bu enerji metallerin elektronlarına aktarılabilirdi. Böylece vakum
ortamda, ışık yoluyla metalden kolayca elektron sökülebilir, elektrik akımı
iletilebilirdi. Işığın C.Huygens'den beri bilinen dalga yapısı bu olayı
açıklayamazdı. Çünkü çok kısa bir sürede, ışığın frekansının büyüklüğüne
bağlı olarak metalden elektron sökülmesi ancak ışığın tanecik şeklinde
düşünülmesiyle mümkündü. Planck haklı çıkmıştı, kesikli büyüklükler (kuantlar)
görüşü anlam kazanıyor, bilim adamları mikroskobik olayları düşünürken bu
çözüm ihtimalini de göz önünde tutuyorlardı.
1906'da, E.Rutherford atomun yapısının araştırılması amacıyla yaptığı
deneylerde, atomun Güneş Sistemi benzeri bir yapıda olduğunu ve merkezde (+)
artı yüklü bir çekirdekle bu çekirdeği çevreleyen (-) eksi yüklü
elektronlardan oluştuğunu ortaya koydu. Fakat bu şekilde açıklanmış bir
atomda elektronların hareketi, klasik hareket denklemleriyle incelendiğinde
ortaya çelişki çıkıyordu. Çünkü, bu durumda çekirdeğin çevresinde dolanan
bir elektron, eninde sonunda çekirdeğe düşmeliydi. Bu doğruysa ne dünyanın
ne de evrenin varolmaması gerekiyordu. Ortada, atom kalmıyordu. Bu sorunun
üstesinden Danimarkalı genç bilim adamı N.Bohr geldi.Bohr elektronlar için
atom çekirdeği etrafında belirli çembersel yörüngeler öngörüyordu. Bundan
hareketle, açısal momentumun kuantalı, büyüklük olduğunu belirtiyor; Planck
sabitinin (h), 2n'ye bölümünün tam katları şeklinde yörüngeler düşünüyordu.
Kararlı yörüngedeki elektron bu yörüngeyi ancak enerji vererek ya da enerji
alarak terkedebirdi. Bu geçişlerde enerjisi "hf" ile verilen fotonlar
ısınıyor ya da soğuruluyordu. Bu ifade de fotoelektrik olaydaki gibi
kuantalı enerjiyi Ön görüyordu, (h: panck sabiti; f: ışığın frekansı)
Okullarımızda, geçerli atom teorisi olarak işlenen, Bohr'un bu bulgusu da
kuantumluluk tezini destekliyordu.
Bohr'un atom teorisinin sonraları hidrojen ve hidrojen benzeri (son
yörüngesinde bir elektron taşıyan) sistemler için geçerli olduğu gözlendi.
Fizikçiler artık atomik düzeydeki yapılan açıklayabilmek için tek çıkar yol
olarak kuantum teorisini kullanmaya devam ettiler. Dolayısıyla teorinin ana
çatısı atomik yapıların gün ışığına çıkmasıyla oluşuyordu.
Atom teorisiyle alakalı bu gelişmeler sürerken 1922'de Amerikalı fizikçi
H.Comptom, X ışınları üzerine yaptığı incelemelerde; "hf" enerjili olarak
düşünülen fotonların serbest elektronlara çarptırılmasıyla bu ışınların "hf/c
momentumlu olarak elektronlarla etkileştiğini gözlemledi. Bununla da
kalmayarak, çarpışmadan sonra açığa çıkan ışının frekansının daha küçük
olduğunu tesbit etti. Bu deney şunu kesin bir şekilde belirtiyordu ki
mikroskobik sistemlerde kesikli paketçik yapıda çizgisel momentum
öngörülebiliyordu. Bu da kuantumluluk hipotezine bir doğrulama getirmiş,
teorinin tanımı genişlemiştir.
Almanya'da Göttingen Üniversitesi'nde araştırmacı olan W. Heissenberg,
hocası M.Born ve arkadaşı P. Jordan ile birlikte çok elektronlu atomların
açıklanması bağlamında "matris mekaniği" teorisini ortaya attı. Yine,
1923'de Paris Üniversitesi'ne verdiği doktora teziyle L. de Broglie,
Heissenberg'in fikirlerini de destekleyerek yeni bir atom anlayışı gündeme
getirdi: Elektronlar bir tanecik olarak değil fakat dalga olarak
yorumlanmalıydı. Böylece, çekirdeğin çevresinde dolanan her tam dalga ancak
belli bir yörüngeye rastgeliyor ve neden elektronların belirli yörüngelerde
dolandığı bütünüyle açığa çıkıyordu. Bohr'un farkında olmadan, sezgisiyle
teorisinde söz ettiği belirli yörüngeler çıkarımı böylece doğrulanmış
oluyordu. Bu durumda enerjinin kuantumlu olmasına ek olarak çizgisel
momentum gibi açısal momentumun da kuantumlu bir büyüklük olabileceği resmen
ispatlanıyordu.
1926'da E.Schrödinger, de Broglie tarafından yorumlanan dalga teorisini
tanımlayan dalga denklemini makaleler halinde açıkladı. Fizikte, bir kuramın
anlaşılabilirliği, gözlenebilirliği ve uygulanabilirliği çok önemlidir. Bu
nitelikleri taşıyan dalga denklemi ve dalga görüşü fizikçiler arasında çok
çabuk kabul gördü. Fakat bir yandan da nasıl olup bu dalgaların tanecik
gibi, Geiger sayacında tıklamalar oluşturduğu bir sorundu. Bohr, bu problemi
elektronların dalga şeklinde nitelendirilmesinin ancak soyut olarak geçerli
olabileceği fikrini ortaya atarak, çalışmalarda gerektiğinde dalga
Özelliğinin gerektiğinde de tanecik özelliğinin kullanılması gerektiğinin
altını çizerek çözümledi.
bilinen fizik olayını açıkladı ve Nobel ödülünü almaya da hak kazandı.
Einstein'e göre ışıklı parçacıklar, frekanslarıyla orantılı olarak enerji
taşır ve bu enerji metallerin elektronlarına aktarılabilirdi. Böylece vakum
ortamda, ışık yoluyla metalden kolayca elektron sökülebilir, elektrik akımı
iletilebilirdi. Işığın C.Huygens'den beri bilinen dalga yapısı bu olayı
açıklayamazdı. Çünkü çok kısa bir sürede, ışığın frekansının büyüklüğüne
bağlı olarak metalden elektron sökülmesi ancak ışığın tanecik şeklinde
düşünülmesiyle mümkündü. Planck haklı çıkmıştı, kesikli büyüklükler (kuantlar)
görüşü anlam kazanıyor, bilim adamları mikroskobik olayları düşünürken bu
çözüm ihtimalini de göz önünde tutuyorlardı.
1906'da, E.Rutherford atomun yapısının araştırılması amacıyla yaptığı
deneylerde, atomun Güneş Sistemi benzeri bir yapıda olduğunu ve merkezde (+)
artı yüklü bir çekirdekle bu çekirdeği çevreleyen (-) eksi yüklü
elektronlardan oluştuğunu ortaya koydu. Fakat bu şekilde açıklanmış bir
atomda elektronların hareketi, klasik hareket denklemleriyle incelendiğinde
ortaya çelişki çıkıyordu. Çünkü, bu durumda çekirdeğin çevresinde dolanan
bir elektron, eninde sonunda çekirdeğe düşmeliydi. Bu doğruysa ne dünyanın
ne de evrenin varolmaması gerekiyordu. Ortada, atom kalmıyordu. Bu sorunun
üstesinden Danimarkalı genç bilim adamı N.Bohr geldi.Bohr elektronlar için
atom çekirdeği etrafında belirli çembersel yörüngeler öngörüyordu. Bundan
hareketle, açısal momentumun kuantalı, büyüklük olduğunu belirtiyor; Planck
sabitinin (h), 2n'ye bölümünün tam katları şeklinde yörüngeler düşünüyordu.
Kararlı yörüngedeki elektron bu yörüngeyi ancak enerji vererek ya da enerji
alarak terkedebirdi. Bu geçişlerde enerjisi "hf" ile verilen fotonlar
ısınıyor ya da soğuruluyordu. Bu ifade de fotoelektrik olaydaki gibi
kuantalı enerjiyi Ön görüyordu, (h: panck sabiti; f: ışığın frekansı)
Okullarımızda, geçerli atom teorisi olarak işlenen, Bohr'un bu bulgusu da
kuantumluluk tezini destekliyordu.
Bohr'un atom teorisinin sonraları hidrojen ve hidrojen benzeri (son
yörüngesinde bir elektron taşıyan) sistemler için geçerli olduğu gözlendi.
Fizikçiler artık atomik düzeydeki yapılan açıklayabilmek için tek çıkar yol
olarak kuantum teorisini kullanmaya devam ettiler. Dolayısıyla teorinin ana
çatısı atomik yapıların gün ışığına çıkmasıyla oluşuyordu.
Atom teorisiyle alakalı bu gelişmeler sürerken 1922'de Amerikalı fizikçi
H.Comptom, X ışınları üzerine yaptığı incelemelerde; "hf" enerjili olarak
düşünülen fotonların serbest elektronlara çarptırılmasıyla bu ışınların "hf/c
momentumlu olarak elektronlarla etkileştiğini gözlemledi. Bununla da
kalmayarak, çarpışmadan sonra açığa çıkan ışının frekansının daha küçük
olduğunu tesbit etti. Bu deney şunu kesin bir şekilde belirtiyordu ki
mikroskobik sistemlerde kesikli paketçik yapıda çizgisel momentum
öngörülebiliyordu. Bu da kuantumluluk hipotezine bir doğrulama getirmiş,
teorinin tanımı genişlemiştir.
Almanya'da Göttingen Üniversitesi'nde araştırmacı olan W. Heissenberg,
hocası M.Born ve arkadaşı P. Jordan ile birlikte çok elektronlu atomların
açıklanması bağlamında "matris mekaniği" teorisini ortaya attı. Yine,
1923'de Paris Üniversitesi'ne verdiği doktora teziyle L. de Broglie,
Heissenberg'in fikirlerini de destekleyerek yeni bir atom anlayışı gündeme
getirdi: Elektronlar bir tanecik olarak değil fakat dalga olarak
yorumlanmalıydı. Böylece, çekirdeğin çevresinde dolanan her tam dalga ancak
belli bir yörüngeye rastgeliyor ve neden elektronların belirli yörüngelerde
dolandığı bütünüyle açığa çıkıyordu. Bohr'un farkında olmadan, sezgisiyle
teorisinde söz ettiği belirli yörüngeler çıkarımı böylece doğrulanmış
oluyordu. Bu durumda enerjinin kuantumlu olmasına ek olarak çizgisel
momentum gibi açısal momentumun da kuantumlu bir büyüklük olabileceği resmen
ispatlanıyordu.
1926'da E.Schrödinger, de Broglie tarafından yorumlanan dalga teorisini
tanımlayan dalga denklemini makaleler halinde açıkladı. Fizikte, bir kuramın
anlaşılabilirliği, gözlenebilirliği ve uygulanabilirliği çok önemlidir. Bu
nitelikleri taşıyan dalga denklemi ve dalga görüşü fizikçiler arasında çok
çabuk kabul gördü. Fakat bir yandan da nasıl olup bu dalgaların tanecik
gibi, Geiger sayacında tıklamalar oluşturduğu bir sorundu. Bohr, bu problemi
elektronların dalga şeklinde nitelendirilmesinin ancak soyut olarak geçerli
olabileceği fikrini ortaya atarak, çalışmalarda gerektiğinde dalga
Özelliğinin gerektiğinde de tanecik özelliğinin kullanılması gerektiğinin
altını çizerek çözümledi.
