Atom Dünyasına Yolculuk

Şüphesiz hepimiz, ‘maddenin en küçük yapı taşı atomdur’ hipotezini duymuşuzdur. Bu yargı tamamı ile doğru bir yargı olarak görülmez. Doğru, madde içinde atom bulunur ama maddenin en küçük yapıtaşı atom değildir. Bir madde içinde atomdan daha küçük parçacıklar vardır. Bu parçacıklara ‘atom altı parçacıklar’ adı verilir. Maddenin en küçük yapı taşının atom olduğunun keşfi 20. Yüzyıla dayanmaktadır. Bu Fizik bilimi için o zamanlar bir dönüm noktası olarak sayılmaktaydı. Yapılan bu keşif sadece maddenin içeriğini öğreniyor olmamızla bitmedi, maddeleri ve öyle ki evrenin tümünü bir arada tutan kuvvetin ne olduğuna ilişkin yargıları tamamen değiştirdi.

Democritus, Fotoğraf Kaynağı: Wikipedia

Atoma dair teoriler ilk olarak 20. Yüzyılda ortaya çıkmamıştır. Bu teorilerin temeli Demokritos’a kadar dayanır. Yunan filozof Demokritos, her şeyin atomdan oluştuğu görüşünü geliştirmiştir. Hatta öyle ki bugün kullandığımız ‘atom’ kelimesi Yunan’lara dayanır. Yunanca da bölünemez anlamına gelen ‘atomos’ kelimesinden gelmiştir ve bu kelime Demokritos’a atfedilmiştir. Demokritos bir düşünce ortaya atmıştır. Bu düşünceye göre, maddeler sahip oldukları atomların özelliklerini göstermeliydi. Dolayısıyla Demokritos’a göre demirin atomları sağlam, suyun atomları ise pürüzsüz ve kaygandı. Demokritos’tan sonra 19. Yüzyılın başlarında John Dalton, elementlerin birleşimlerinde her zaman basit tam sayılı bir oran olduğu görüşünü ortaya atmıştır –katlı oranlar yasası- ki bu yeni bir atom teorisi idi.

Bu yeni atom teorisi aslına bakarsanız ilk modern atom teorisi olarak sayılabilir. O dönemde çoğu Fizikçi, Fiziğin temellerinin keşfedildiğini artık bundan sonrasının bu temelleri geliştirmek olduğunu düşünüyorlardı. Bazı fizikçilere göre ise keşfedilmeyi bekleyen daha çok Fizik temeli vardı. O fizikçilerden biri 1896 yılında ‘X ışınları’ keşfini yapan bilim insanı Wilhelm Röntgen’in izinde ilerleyen Becquerel açıklayamadığı bir ışınım keşfettiğini belirtti. O zaman açıklanamayan bu ışınımın artık radyasyon olduğunu biliyoruz. Becquerel bu ışınımın Uranyum elementi kaynaklı olduğunu tahmin etmiş ancak kanıtlayamamıştı, bu ışınımın belirsizliği ünlü fizikçi çift Pierre Curie ve Marie Curie’nin keşfine kadar devam etti.  Pierre ve Marie Curie çifti Radyum elementinin bozunumunu incelediklerinde radyoaktif özellikteki elementlerin içinde sabit ve görünürde tükenmez bir enerjinin var olduğunu keşfettiler. Bu keşif Fizik’te ki çoğu temel yasanın ihlali anlamına geliyordu. Aslında burada ki ihlal Fizik’te ki temel yasaların o dönemde henüz eksik olmasından kaynaklanıyordu.

Marie Curie, Fotoğraf Kaynağı: Wikipedia

Pierre Curie, Fotoğraf Kaynağı: Wikipedia

J.J. Thomson, Fotoğraf Kaynağı: Wikipedia

Bu keşiften bir yıl sonra J.J. Thomson atomlardan topaklar koparabildiğini açıkladı. Thomson negatif yüklü elektrotlardan yayılan ışınlar üzerine araştırma yaparken bazı görüşlerde bulundu. Bu negatif yüklü elekrotlardan yayılan ışınım kendine has yani bireysel taneciklerden oluşuyordu. Çünkü bu ışınımlar bir perdeye çarptırıldığında nokta benzeri ışık kıvılcımları yaratıyordu. Bu keşif bir çok gerçeğin ortaya çıkmasına sebep oldu. Bu ışınım negatif yüklüydü çünkü bir ışık demeti bir elektrik alanı tarafından saptırılırdı. Çok hafifti hatta öyle ki bir Hidrojen atomundan bile çok daha hafifti ve hangi element kullanılırsa kullanılsın Thomson bu ağırlığın değişmediğini gördü. Thomson’un atom modeli ‘üzümlü kek’ baz alınarak tanımlanır. Kek bir çekirdektir ki bu çekirdek içinde pozitif yüklerin bulunduğunu söyler ve kekin içinde dağılmış olarak bulunan üzümler ise negatif yükleri temsil eder.

 

 

Ernest Rutherford, Fotoğraf Kaynağı: Wikipedia

Thomson’un keşiflerinden sonra, Rutherford’da atom üzerine araştırmalarda bulundu. Rutherford, Manchester Üniversitesi fizik laboratuvarında, Thomson’un ‘üzümlü kek’ modelini test etmek amacıyla bir deney tasarladı. Bu deney sonucunda, ona 1908 yılında

Nobel Fizik Ödülü aldığı ‘Atomun Parçalanması Teorisi’ni sundu. Bu teori radyoaktif özellikteki elementlerin yaydığı ışınımların sonucunda atomlarının parçalanması ile ilgiliydi. Aslında Rutherford bizlere radyoaktivitenin bir elementin kendiliğinden bir başka elemente dönüşmesi gerektiğini söylüyordu. Onun çalışmaları gelecekte atomun içini araştırıp, keşifler yapılmasına temel olmuştu.

Niels Bohr atom üzerine yaptıüı çalışmalarla Rutherford atom teorisinin unutulmasının önüne geçti. Bohr’un çalışmaları ışığın atomlardan yayılması ve emilmesi üzerineydi. O bunun kesin örüntüsünü çıkartmak üzerine çalışmalarını sürdürdü. Bohr bunu, ‘yörünge kavramı’ ile açıkladı. Her elektronun belli bir yörüngede bulunduğunu ve bu yörüngelerin belli özgül değerler alabildiğini öne sürdü. Bohr’un yörünge modeline göre her bireysel elektronun enerjisi o elektronun bulunduğu yörüngenin çekirdeğine olan yakınlığı ile ilgiliydi. Bir elektron, çekirdeğe ne kadar yakınsa o kadar düşük bir enerjiye sahipti. Ama elbette ki elektronlar daha üst enerji seviyelerine çıkabilecek yeteneğe sahiplerdi. Bu durum elektronun belli bir dalga boyunda elektromanyetik ışınım emmesi sonucunda gerçekleşmekteydi. Bohr’un atom modeli yalnızca teorikti ancak birçok sorunu çözebildiği aşikardır.

Niels Bohr, Fotoğraf Kaynağı: Wikipedia

James Chadwick, Fotoğraf Kaynağı: Wikipedia

Atomun yapısına ilişkini bir sonra ki keşif şüphesiz James Chadwick’in yaptığı nötronun keşfidir. Chadwick’in keşfi, Rutherfod’un 1920’de yaptığı keşiflere dayanır. Rutherford, çekirdeğin içinde bulunana pozitif yükün itici etkisine farklı bir parçacığın sebep olduğunu düşünmüştü. Dolayısıyla kanıtlanmamış da olsa nötronun varlığı, Rutherford’un ön görülerine dayanmaktadır. Cahdwick, hocası Rutherford’un gözetiminde Alman fizikçilerin yaptığı berilyum elementini alfa parçacıklarıyla bombardımanı deneyi üzerine çalışıyordu. Bu deney sonucunda farklı bir ışınımın mevcudiyeti görüldü. Chadwick, bu deneyi tekrarladı ve bu ışınımın şüphesi Rutherford’un, çekirdeğin içerisinde protondan farklı bir parçacığın yani nötronun olduğu görüşünü doğruladı.

Gelecekte nötron ve protonun temel parçacık olmadığı, atom altı parçacıkların yani kuarkların varlığı keşfedilecekti. Günümüzde atoma ve atom altı parçacıklara ilişkin çalışmalar devam etmektedir…

 

Kaynakça:

Alfa Yayınları, Bilim Kitabı, 2015

Yazan: Sultan Kış

Popüler Yazılar

Gökbilimciler Dünyanın Kesin Ölüm Tarihini Hesaplamayı Başardılar

Gökbilimciler Dünyanın Kesin Ölüm Tarihini Hesaplamayı Başardılar Bilim insanları çalışmalarında, gezegenlerin yapısı dışında, yaşanabilir bölgede geçirdikleri zaman ve oradan tekrar ayrıldıkları zamanla da ilgilenirler....

Nikola Tesla ’nın 116 Yıl Sonra Ortaya Çıkan Röportajı!

Nikola Tesla’nın 116 Yıl Sonra Ortaya Çıkan Röportajı! Gazeteci: Bay Tesla, sizin için kozmik süreçlere karışan biri diyorlar. Sahiden siz kimsiniz? Tesla: Bu doğru bir soru,...

IQ Yükseltme (%40 Varan Fark)

IQ Yükseltme (%40 Varan Fark) Eski dönemde araştırmacılar, bireyin hafızasını ve IQ seviyesinin yükselemeyeceğini bunu biyoloji bir etken genetik özellik olduğunu iddia ediyorlardı. Fakat günümüz...

Işık Saçan Güneş Ve Yıldızlarla Dolu Olduğu Halde Neden Uzay Siyahtır?

Işık Saçan Güneş Ve Yıldızlarla Dolu Olduğu Halde Neden Uzay Siyahtır? Uzay denildiğinde aklımıza kapkara ve sonsuz bir boşluk gelir. Oysa hepimiz biliriz ki; uzayda...

İlgili Yazılar

1 Comment

Leave a reply

Please enter your comment!
Please enter your name here

%d blogcu bunu beğendi: