DERS 5: ATOMLARIN SALMASI VE SOGURMASI

Dersin Konuları

• Tayf
• Işığın Rengi
• Bohr atom modeli
• Kuantum Mekaniği
• Determinism
• Belirsizlik Prensibi
• Atomlardaki kuantum sayıları
• Atomlardaki enerji seviyeleri

Işığın Rengi

• Isaac Newton, ışığın bir PRİZMADAN (aşağıdaki şekilde) geçmesi halinde farklı "renklere" ayrıldığını belirlemiştir
• Aslında kendisi bir PRİZMA kullanarak bir Gökkuşağı oluşturmuştur.
• "Doğa ve onun kanunları gece icinde gizlenmiştir

• Prizma içinden geçen ışığı farklı (dalgaboylarına) renklere ayırır.

---

Işık Nereden Geliyor?

• Aşağıdakiler 19.yy'dan belir bilinenlerdir:
• ivmelendirilmiş yükler ışık üretirler
• ve bu nedenlede dışarıya enerji salarlar
• Eğer bir elektronun çekirdek etrafında dolandığını hayal edersek bu elektron ışık yaymalıdır.
• yönünün değişmesi ivme nedeniyledir!

Temel bir problem / Klasik Fizik

• Fakat elektron ışınım yapıyorsa, elektron enerji kaybederek spiraller çizerek çekirdek üzerine düşmesi gerekiyor.
• Yer'in sürekli olarak içeriye doğru çökmesi gerekmektedir!
• Şanşlıyızki bu gerçekleşmiyor.
• Bu açıdan bakıldığında neler hatalı?
• İşte burada Kuantum Mekaniğine girilmesi gerekiyor.

"Yeni" Fizik

• Kuantum Mekaniği, 1900 - 1930 yılları arasında fizikte gerçekleşen gelişmeler sonucu ortaya çıkmıştır.
• Hem Özel Görelilik hemde Genel Görelilik Teorileri yine bu zamanda ortaya çıkmıştır.

Bohr Atom Modeli

• 1913 yılında Niels Bohr, atomu ifade eden 3 yasayı formüle etmiştir:

1. Elektronlar ancak belirli yörüngelerde bulunabilirler.

2. Bir fotonun bir atom tarafından soğurulması veya salınması ancak elektronun bir yörüngeden başka bir yörüngeye atlaması ile gerçekleşir.

3. Fotonun enerjisi bu yörüngelere karşılık gelen enerji düzeyleri arasındaki farka eşittir.

Kuantum Mekaniği Açısından

Bilinenler

• Elektronun enerji seviyelerinin kesikli (quantum) olması Kuantum Mekaniğine adını vermiştir.
• Kuantum Mekaniği mikroskopik bir dünyayı açıklamaktadır.
• Küçüklerin Fiziği
• Ortada çokta sezgisel olmayan birşeyler bilinmektedir..

Kuantum Fiziğinde Belirleyicilik

• Klasik Fizik belirleyicidir.
• Bu durum bir neden varsa bu herzaman aynı sonucu doğurur şeklinde açıklanabilir..
• Kaos yaratan durumlar olsa bile belirleyicidir.
• Fakat kuantum mekaniğinde bu durum doğru değildir!

Kuantum Mekaniği: Belirsizlik Prensibi

• Kuantum Mekaniğindeki belirsizlik prensibi bize bir şeyin aynı anda hem yerini hemde ne kadar hızlı hareket ettiğini bilemeyeceğimizi söyler.
• Bu nedenle herhangi bir deneyde kesin bir şekilde neler olduğunu bilemeyiz..
• Sadece bu bilgiler konusunda bir kestirimde bulunabiliriz.
• Bir parçacığın konumu daha duyarlı belirlemek, hızı daha az duyarlı belirleyebilmek anlamına gelmektedir. Bu durumun akside doğrudur.

Parçacık-Dalga Özelliği

• Atomik parçacıklar (elektronlar, protonlar, vb.) bazen parçacık gibi bazende dalga gibi davranırlar.
• Fotonlarda bu tür davranışlar gösterirler!

Küçükten Büyüğe

• Atomların ve elektronların mikroskopik dünyası
• bizleri...
• yıldızlar ve galaksiler boyutundaki süper makroskopik dünyalara götürür.

• Bir elektron bir yada birden fazla yörüngelerde bulunabilirler.
• n = yörüngelerin sayıları = Kuantum Numarası.
• n = 1 durumu en düşük enerji seviyesidir.
• Eğer n > 1 ise atomlar "uyarılmış" durumdadır.

Elektronik Geçişler

• Bir elektron geçişi elektronun iki yörünge arasında hareket etmesi ile gerçekleşir.
• Bir fotonun soğurulma olayı meydana geldiğinde elektron yukarıya çıkar. Örn. n=1 den n=2'ye geçer.
• Fotonun salinmasi elektronun alt yörüngelere geçişinde meydana gelir. Örn. n=2'den n=1'e geçişte.

---

Atomların Spektrumu

• Bir spektrum bir cisimden farklı dalgaboylarında görülen ışığıdır.
• örn. bir prizma ile alınan spektrumda görülür.
• H gibi bireysel atomlar tayfsal çizgiler gösterirler. Örn. görünür bölgede bulunan Balmer çizgileri buna güzel bir örnektir.

---