Katalog

bulunuyordu Çalışmalar, elektron ların doğru koşullar altında, krıstal orgu tarafından kırılarak yayıldığını ve gırışım desenlerı urettıklerını or taya koydu Deneyler, elektronla rın dalgalar olduklarını kanıtladı ve George Thomson, fızık alanında 1937 Nobel Ödülu'nu Amerıkalı Clinton Davisson ıle paylaştı Elektronlann parçacıklar oldu ğunu kanıtladığı ıçın Nobel Odulu'nu almış olan J J , oglunun elek tronların dalgalar oldugunu kanıtlayarak odulu kazandıgını goruyordu Baba da oğul da haklıydılar Elektronlar parçacıklar gıbı ve dal galar gıbı davranıyorlardı P momentumuna sahıp her elektronun X dalgaboyu vardır ve bu ıkısı de Broglıe denklemıyle ılışkılendırıl mıştır p= h/\ Denklemdekı h, Planck sabiti'dır Parçacıkların ve dalgaların ıkı lı doğası, yalnızca atom ve atomal tı duzeyde gorulebılır, çunku h çok kuçuktur 6 63x1034 jul sanıye Ikılık, elektronlar ıçın onemlıaır, çunku kutlelerı gorelı olarak kuçuktur 9x 1031 kg'dan bıraz fazla Bu dalgaparçacık ikiliğı, kuan tum dunyasının başlıca gızemıdır Kuantum belırsulıgı kavramıyla yakından ılışkılıdır Bu belırsızlığe gore bır "parçacık"ın hem konumu nu hem momentumunu aynı anda tam bır kesınlıkle hıçbır zaman bı lemeyız Gunluk yaşamda dalga, yayılan bır şeydır Havuzdakı dalgacıklar uzun bır mesafeye yayılır ve dalga uklar dızısının dalga dızısı nerede başlayıp nerede bıttıgını kesın olarak soylemek zordur Fakat bır parçacık, bellı bır anda bellı bır ye rı ışgal eden, çok ıyı canımlanmış bır şeydır Bır elektron (ya da bır foton) aynı anda hem dalga hem de parçacık olarak goruluyorsa bırbırıne karşıt bu ıkı goruntu nasıl bag da^tırılabıhr' Uygun goruntu, kuçuk bır dalga Parçacıklar, dalgalar ve yarık deneyi J l apon araştırmacılar, kısa bır sure once, ıkı yarık deneyını tam anlamıyla gerçekleştırdı Standart deneyde, tek bır kaynaktan gelen ışık, ekrandakı ıkı yarıktan geçerek bır başka ekrana ulaşır Ikı yoldan ıkıncı ekrandakı bır noktaya ulaşan ışık dalgalan, noktaya varmadan once farklı sayıda dalgaboyu uzunluğunda yol aşarlar Dalgalar uyumlu (uygunadım) oldukları zaman, bırbırlerıne eklenerek ekranda parlak yollu bır ız bırakırlar, uyumsuz oldukları zaman, karanlık bır ız bırakırlar Izler, gırışım saçaklarıdır Japon araştırmacılar, aynı deneyı elektronlarla gerçekleştırdı Her seferınde bır elektron gondererek TV ekranında oluşturdukları ışık le kelerındekı bırıkımı gozledıler (sagda a,b,c). Goruntu ortaya çıktıkça, parlak ve karanlık gırışım saçakları gorduler Her elektron, ekrana çarptığı zaman parçacık gıbı davranıyordu Fakat ekrandakı konumu, ıkı yarık arasında hareket eden dalga tarafından belırlenıyordu Elek tron, aynı zamanda hem dalga hem Hareket eden elektronlann demetı parcacıktı Ikı dalga karşılaştıkları zaman bırbırlerıyle gınşırler Thomas Young, bu ozefiıkten yararlanarak 19 yuzyılın başlarında ışığın dalga oldugunu kanıtladı Bır kay naktan gelen ışık ekrandakı ıkı yarıktan geçer, bovlece ıkı dalga dızısı oluşur Dalgalar bırbırlerını yok ettıklerınde ıkıncı ekranda karanlık golgeler bırakırlar Bırbırlerıne ek lendıklerınde parlak ışık şerıtlerı oluştururlar Elektronlar, ıkı yanktan her seferınde bır tane olmak uzere gonderıldıklerı zaman, eşde ğer gırışım çızgılerı oluşur nın paketınden, yanı eşdeğer parçacıgın buyuklugune baglı olarak yalnızca kuçuk bır alana yayılan kısa bır dalga trenınden oluşmuştur Bu tur dalga paketlerını matematıksel olarak betımlemek kolaydır Fakat uzayda yerleşık bır dalga paketı ya ratmanın yolu, farklı dalgaboyun dakı bırçok dalganın bırbırlerıyle gırışmesıne ızın vermektır Dalga paketı ne kadar kuçukse, bunu sı nırlanmış tutmak ıçın gereklı fark lı dalgaboyundakı dalgaların çeşıtlılığı de o kadar çoktur Bu dalgaboylarının yayılmasına momentumda bır yayılma karşılık gelır, çunku de Brıdge baglantısına gore her bır dalgaboyunun kendısıne baglı bellı bır momentumu var dır Dolayısıyla, dalga paketının (parçacık) konumu daha kesın bıçimde tanımlandıkça, momentumu daha az kesınlıkle belırlenır Kuantum belirslzllği Bır parçacığın ya nerede oldugunu ya da nereye gıttığını bılebılırsınız, ıkısını aynı anda Dilemeziinız Bır elektronun momentumu kesın olarak olçuldugunde, bır anlamda dalga paketınden serbest bırakılır ve onun ıçın bır tek dalga boyu seçılır Kusursuz bır frekansı olan bu tek dalga, prtnsıpte, sonşuza kadar vayılır, dolayısıyla elektronun tek bir konumu yoktur. Fakat konu munu olçersek, onu, belırsız bır momentuma ıle çok dalgaboylu bır duruma ıterız Gerçeğın doğası, bu duzeyde yaptığımız olçumlerın turune bagımlıdır Bazıları, kuantum belırsızlığının, basıtçe elektronlar gıbı kuçuk şev lerın olçulmesındekı pratık zorlukları gosterdıeı şeklınde yanlış bır duşunceye sarupler Bueun bıle, be lırsızlık, (yanlış olarak) bu tur ol çumlerın yapılma yollarıyla tanımlanmaktadır Bır elektronu gozlemlemek ıçın bu yargıya gore ondan ışınım saçmamız gerekıyor, elektronu bu bıçımde durtukleme eylemı onun konumunu ve momentumu nu değıştırecektır Bu doğrudur, fa kat bır noktayı atlamaktadır Kuantum belırsızlığının onemını ılk kavrayan Alman fızıkçı Werner Heısenberg, belırsızlığın bu elektronun ya da bır başka "parçacık"ın doğasının temel ozellığı oldugunu gostermıştır Kuantum dunyasında, nesneler konum ve momentum ola rak r>ılınen ayrı ozellıklere sahıp değillerdir; ıkısının karışımına sahıptırler ve bu karışım, prensıpte hıçbır zaman tamamıyla çozulemez Bunun nedenı yalnızca deney sel sınırlar değıldır Momentum, konum ve bır parçacık duşuncesı, Elektron Foton / /Çekırdek\ ! \ I V ffi K3 ^ ^ / ı \ E, E f (küçuk enerjl) E E( (buyuk enerjı) Sıçrayan elektron bır foton serbest bırakıyor makroskopık dunyadakı deneylerı mızden turemışlerdır Mıkroskopık olçekte yurumeyeceklerdır Tum bunlar, Danımarkalı Niels Bohr'un 1920'lenn sonlarında, bu gun de kabul edılen kuantum dun yasının standart "açıklaması"nı ge lıştırmesını sağladı Kopenhag yorumu olarak adlandırılan bu açık lamanın onemlı ozellıklerı, bır bı lım adamının deneysel bır gozlem yaptığında nelerle karşılaştığına bağlı olarak en ıyı bıçımde anıaşılabılır tlk olarak, bır şeyı gozlemleme eylemımızın onu değıştırdığını kabul etmelıyız tkincisi tum bılebıleceklerımız deneylerın sonuç larıdır Bır elektronu gozlemleyıp onun A konumunda oldugunu, bır daha baktıgımızda ıse B konumunda oldugunu goruruz A'dan B'ye İdeal soğurucu ve ışınım salıcı s )0x10 W/m 13 3 t 8 6 4 2 0 Dosya 4 Temmuz 1990 ı u 4000 S ~> 12000 16000 (X x 10'° metre) 8000 Kara cısım, fızıkçıler ıçın ıdeal bır ener|i soğurucusudur, çunku ustune duşen tum elektromanyetık ışınımı soğurur Fakat, ışınım davranıjını betımloyen yasalar zaman ıçınde tersıne çevrılebıldığı ıçın bu tur bır mukemmel soğurucu, aynı zamanda mukemmel bır ışınım salıcıdır Sıcak kara cısım elektromanyetık ener|inın fızık yasalarının ızın verdığı en verımlı ışınım yayıcısıdır Kara cısım alkor ya da akkor olabılır Akkor nesne, yuksek sıddotto ısınımını optık tayfta yayar, boylece gozlerımız gokkusağının tum ronklerının dalgaboylarının karııımını gorur