Atom fiziği nedir sorusu en genel anlamıyla atomu tüm yanlarıyla ele alan bilimini açıklar. Atom fiziğinin bir diğer özelliği ise adından da anlaşılacağı üzere fiziğin alt dalları arasında olmasıdır. Fiziğin tüm alt dallarında olduğu gibi atom fiziği de atomun tüm seviyelerini inceleyen bilim dalıdır. Farklı atomlar arası yapısal ilişkiler atom fiziğinin temel inceleme alanlarındandır. Aynı şekilde atom etkileşimleri, atom ve moleküler yapılar da atom fiziğinin alanına girer. Dalga fonksiyonları, enerji düzeyleri, elektromanyetik süzülme, atom modeli ve moleküler spektrum bu alanları açıklar.
Hemen herkes atomların maddenin en küçük yapı taşı olduğunu bilir. Lakin bununla ilgili bilinmesi gereken önemli özellikler bulunur. Öncelikle atomlar, güneşin çok küçük yapı taşları değildir. İncelenebilmeleri için kuantum fiziğine ihtiyaç duyulur. Çok daha incelmiş atomik yapılar ise görelilik kuantum fiziğine dayanarak çözümlenebilir. Yapıları ve hacimleri çok küçük olduğu için atomları yalnızca dolaylı yoldan açıklamak mümkündür. Bu noktada da karşımıza spektroskopi çıkar. Spektroskopi sayesinde maddelerin soğurduğu ya da saldığı ışınımlar ölçülür.
Atom Fiziğini Tanımak İçin Öncelikli Koşul: Atom Nedir?
Bilgilerimizin günümüzde gördüğü en uç noktada atomlar en küçük yapı taşları olarak bilinir. Buna bildiğimiz ve özümsemeye çalıştığımız evrende bilinen en küçük madde parçaları demek doğru olacaktır. Atomun bir diğer kullanım adı ise eyciktir. Atom kelimesinin etimolojik kökeni pek çok kelime gibi Antik Yunan diline kadar gitmektedir. Günümüzde kullanılan atom kelimesi “atomos” kelimesinden türetilmiştir. Bu kullanımı tarihe ilk kazandıran kişi ise ünlü Yunan atomcu Demokritos’tur. Demokritos’un çok erken tarihli çalışmalarıyla atom hakkında bilgi edinilmeye başlanmıştır.
Gözle görülmesi imkânsız olan ve yalnızca atomik mikroskop ile incelenmesinin mümkün olduğu günümüzde bilinmektedir. Atomlar, kendilerine ait çekirdeklere sahiptir. Her atom çekirdeğinin çevresini saran elektronlar bulunur. Bu elektronlar atom çekirdeğini negatif yükler. Atom çekirdeği ise pozitif protonlar yani pozitif yüklü yapılardan ve ayrıca yüksüz denilen nötronlardan oluşur. Atom çekirdeğinde yer alan protonlar ile elektronların sayısı eşit olduğunda ise atom yüksüz anlamına gelir. Elektronlar ve protonlar arası denge kurulamadığında ise kararsız bir yapı ortaya çıkar. Bu yapının adı ise iyondur.
Atomun Gizemli Tarihçesi Nasıl Gelişmiştir?
Atom fiziği nedir sorusunu en doğru şekilde cevaplayabilmek için atomun tarihini bilmek gerekir. Antik Yunan düşünürü Demokritos’tan bu yana atom hakkında sayısız bilimsel çalışma gerçekleşmiştir. Atom ve madde hakkında düşünüş konusunda Antik Yunan oldukça zengin bir birikim bırakmıştır. Empedokles ve Aristoteles’in madde hakkındaki görüşleri de atom çalışmalarını ilerletmiştir. Maddenin 4 hali veya daha doğru haliyle 4 temel madde bu düşünürler tarafından ortaya atılmıştır. Dört ana madde bu düşünürlere ateş, toprak, hava ve sudan oluşur. İlerleyen çağlar boyunca şu anki bilgi birikimimize göre atom çalışmalarına herhangi bir ek yapılmadı.
Ta ki John Dalton’un çalışmalarına kadar. Dalton ilk kez modern atom kavramını ve teorisini atan kişidir. Atomların incelenebilir olduğunu ve kendisine ait bir tablo hazırlayan ilk kişi de Dalton’dur. Dalton’un yaşadığı yüzyılın devamında Mendeleyev ilk kez periyodik tabloyu oluşturan kişi olarak tarihe geçer. Onun ardından ise ilk olarak J.J. Thomson elektronu, onun ardından ise Rutherford protonu tanımladı. Tüm bunların ötesinde ise Bohr’un çalışmaları tarihe asıl yön veren izlek olmuştur.
Atom Fiziği Nedir Denildiğinde Akla İlk O Gelir: Niels Bohr
Atom fiziği nedir denildiğinde akla ilk gelen öncülerden birisi Niels Bohr’dur. Bunun sebebi Bohr’un bilim dünyasına yaptığı akıl almaz katkıdır. Kuantum fiziğindeki çalışmaları başta olmak üzere sayısız alanda atom çalışmaları yapmıştır. Bohr’un adıyla anılan ve tarihte ilk olarak bilinen bir atom modeli de bulunur. Bohr bu modeli öncülü olan Rutherford’un çalışmalarını ileriye taşıyarak ortaya çıkarmıştır. Bu anlamıyla atom çalışmalarının da bilimsel birikimin tamamı gibi kümülatif ilerlediğini söyleyebiliriz. Bohr modeli öncesi atom çalışmalarında kabul edilen sav, elektronların atom çekirdeğinin çevresinde dolaştığı fikriydi.
Bohr ise çeşitli varsayımlar sunarak bu fikri değiştirmeye çalıştı ve elektronların hareketlerini inceledi. Elektronlar bu modele göre tamamen sabit duran yapılar olmaktan çıkar. Bohr bu varsayımı “uyarılmış atom” ile açıklamaya çalışır. Modele göre atom çekirdeğine en yakın noktada dairesel hareket eden elektronlar sabittir. Diğer bir deyişle kararlıdır ve etrafına enerji saçmaz. Lakin bu elektrona yeterli düzeyde enerji verildiği takdirde sıçrama yapacağı ve kararsız hale geleceği savunulur.
Atom Fiziğinde Kritik Bir Araç: Spektroskopi
Daha önceki bölümlerimizde spektroskopiden kısaca bahsetmiştik. Spektroskopi kullanıldığı alanlar açısından atom fiziğinde önemli bir yer tutar. Bir diğer adı da “tayf bilimi” olan spektroskopi maddelerin hareketlerini inceler. Bu hareketler arasında en temel olarak salınan ve soğrulan parçacıklar bulunur. Bunu yaparken araç ışık ve sesten yararlanılır. İlk etapta şunu belirtmekte yarar var ki spektroskopi salt kimyasal analizler için kullanılmaz. Kimyasal analizler dışında pek çok alan ve amaç için kullanılır. Fizik, fotonik ve optik amaçlar bunlar arasındadır ve bu alanlar spektroskopiden yararlanır.
Bu alanların alt dallarında yer alan her çalışma bu araçtan yararlanabilir. Bu çalışma alanları arasında ışık ve madde arasındaki etkileşim örnek olarak gösterilebilir. Müzik kültürünü sarsan ve kendine özgü bir yorum katan Pink Floyd grubunun amblemi de tayf bilimi ile ilgilidir. Üçgen bir prizmadan sızan ışık demetlerini andıran grup amblemi aslında spektroskopi ile yakın bağlantılıdır. Araç aynı zamanda maddelerden yayılan radyasyon miktarını ve etkileşimlerini de incelemeye yarar sağlar.
Atom Fiziği Hangi Alanlarda İnceleme Yapar?
Atom fiziği nedir başlıklı yazımızın en ilgi çekici bölümünü sizler için derledik. Atom fiziği en genel anlamıyla fizik ve kimya bilimdalları için oldukça büyük öneme sahiptir. Bu iki bilim dalı arasında kalan konularda araştırmalar yaparak ilerler. Atom fiziği ilk olarak atomun özelliklerini belirleyerek işe başlar. Bunun ardından atom ve moleküllerin yapısı konusunda saptamalarda bulunarak devam eder. Bununla birlikte atom ışımaları ve atom yapısındaki değişim dönüşümler hakkında bilgi vermeyi amaçlar. Atom fiziği aynı zamanda atomun enerji seviyeleri belirleme konusunda yarar sağlar.
Fotonların kimi özelliklerini belirleyebildiği gibi aynı zamanda fotoelektrik olayın süreçleri hakkında tanımlamalar yapar. Tüm bu özellikleri ve inceleme alanları düşünüldüğünde atom fiziğinin çok kapsamlı bir çalışma disiplini bulunur. Atom fiziği modern bilim ve fiziğin en gözde alanları arasında yer alır bu özellikleri sayesinde.
Maddeyi açıklamanın öncülü olan atom hakkında en çeşitli ve zengin bilgiler atom fiziği sayesinde elde edilir. Nihai olarak atom fiziği pek çok uygulama alanına da sahiptir.
Atom Fiziğinin Uygulama Alanları Kaça Ayrılır ve Nelerdir?
Atom fiziği nedir sorusu beraberinde atom fiziğinin uygulama alanlarını da getiriyor şüphesiz. İlerlemeden söylemeliyiz ki atom fiziğinin sayısız alanda uygulama imkânı vardır. Nanoteknoloji atom fiziğinin uygulama alanlarının başında gelir. Modern çağda gündelik hayatı pratik hale getiren nanoteknoloji atom fiziğine çok şey borçludur.
Nanoteknoloji başlı başına pek çok alanda kullanılmaktadır. Bu açıdan tekrar düşünüldüğünde atom fiziğinin nanoteknoloji ile olan ilişkisinin sayısız imkâna yol açtığı görülebilir. Savunma ve silah sanayisi başta olmak üzere malzeme üretiminde nanoteknoloji kullanılmaktadır. Elektrik ve bilgisayar teknolojileri ve havacılık sistemlerinde de nanoteknoloji kullanılmaktadır.
Çevre politikaları üretilirken veya ilaç sektöründe de nanoteknolojiden yararlanılmaktadır. Tüm bu alanlar göz önünde bulundurulduğunda atom fiziği çağımızı geleceğe sürükleyen bir momentum gibidir diyebiliriz. Ayrıca atom fiziği sayesinde elektron mikroskobu, lazer teknoloji ve otomatik kapı üretimi de gerçekleştirilmektedir.
Atom fiziğinin sağlık alanına kazandırdığı en büyük buluş ise elektron mikroskopudur. Bu mikroskop sayesinde gözle görülmesi mümkün olmayan canlılar teşhis edilebilmektedir. Virüs, bakteri ve mikrop bunlar arasında yer alır.
This post is also available in: English Français Español Deutsch
Yorumlar (0) Yorum Yap