KUANTUM TEORİSİ NEDİR?


KUANTUM TEORİSİ, fizikte ışık, moleküller, atomlar ve atomaltı parçacıklar gibi kavramların bilimsel bir bütünlük içinde, tutarlı olarak tanımlanabilmesine olanak sağlayan matematiksel sistem.
Newton'un klasik mekaniğiyle açıklanamayan, atom ve atomaltı düzeydeki tanecik ve ışıma olaylarını bilimsel bir temele oturtmaya yönelik olarak geliştiğinden, kuantum mekaniği de denir. Bu konuya, atom modelini açıklama çalışmaları sırasında, Niels Bohr değindiyse de, daha sonraları ise Max Planck, Louis de Broglie ve E.Schrödinger geliştirdi.

h = 6.625 X 10.- erg.saniye değerindeki Planck Sabiti kuantum mekaniği denklemlerinde önemli bir rol oynar ve bu teorinin odağını oluşturur. Işığın bir enerji biçimi olduğu yolundaki görüşlerden sonra, bu enerjinin dalgalar halinde mi yayıldığı yoksa küçük parçacıklardan (fotonlardan) mı oluştuğu yolundaki tartışmalar, her iki durumun da var olduğunu ortaya koydu. Birbiriyle çelişir gibi gözüken bu iki olayın açıklanması madde ve ışınım üzerindeki geleneksel görüşlerin büyük ölçüde değişmesine yol açtı.

Teorinin gelişmesi şu evrelerden geçti:
Kuantum kavramının ortaya çıkışı: 1900'lerde Planck'ın ortaya koyduğu, ısınmış metallerin ve üzerine ışık düşen kimi malzemenin ışık yayması, ışığın düzenli ve sürekli dalga hareketi ile açıklanamıyordu. Oysa bu yayılmanın ayrı ayrı miktarlarda, kesikli küçük kümeler yani kuantumlar ile yayıldığı kabul edilirse açıklama kolaylaşıyordu. Bir enerji kuantumunun değeri, ışının titreşim değeri (frekansı) ile Planck Sabiti'nin çarpımına eşittir.

Fotoelektrik olay: 1905'te Einstein fotoelektrik olayı incelerken, elektron yayılmasını açıklamak için, ışığın yayılmasında da kuantumların rolü olduğunu ortaya koydu. Bugün foton denilen şey ışığın kuantumudur.

Atomun tanımı: Danimarkalı fizikçi Niels Bohr atom içinde elektronların hareketlerini, konumlarını, kuantum teorisi ile açıkladı ve atomlarla ilgili yeni modeller ortaya koydu. Böylece, gaz halindeki elementlerin ya da saf bileşiklerin tayf (spektrum) çizgilerinin, X ışınlarının açıklanması olanaklı oldu. (1911).

Dalga mekaniği: Louis de Broglie'nin 1924 W. Heisenberg'- in 1925 E.Schrödinger'in 1926, P. Dirac'ın 1928'deki çalışmalarıyla atom boyutlarındaki mekanik olayların incelenmesi kolaylaştı. Bohr'un hidrojen atomu üzerinde yaptığı uygulama sonucunda hidrojenin her yörüngesinin çapının, elektronun dalga boylarının tam sayısına eşit olduğu ortaya çıktı. Bu teori, o zamana dek bilinen ve daha sonra bulunacak elektronların bütün durumlarına bağlı olayları açıklayabiliyordu. Buna göre, elektronlar, Bohr'un gösterdiği yörüngelerdeki bölgeleri dolduran dalgalar olarak kabul edilmektedir. Böylece, elektronların bir durumunda diğer duruma geçtiklerinde ortaya çıkan elektromanyetik ışıma açıklanabiliyordu.

Belirsizlik bağlantıları: 1927'de Heisenberg'in çalışmaları, elektron, foton gibi cisimciklerin, ayni zamanda, hem hızlarının, hem de konumlarının belirlenmesinin çok zor olduğunu ortaya koydu. Bu durumda çeşitli mikrofizik ölçmelerde kesin bir belirsizlik söz konusudur; hesaplar, istatistik sonuçlara dayanılarak, olasılıklar işlemi göz önüne alınarak yapılacaktır.

Kuantum teorisi, fizikte büyük bir devrim yaratarak, geleneksel mekanikteki mutlakçılık kavramını bozdu, uygulamalı fizikte yeni gelişmeler sağlandı.

Yorum Gönder

0Yorumlar