Inovatif Kimya Dergisi Sayı-25 - Page 27

ELEKTRONUN DALGA VE PARÇACIK (KUANT) ÖZELLİĞİ 1894 Herman Helmholtz’un 1881 yılında varsaydığı “elektrik atomuna George Johnstone Stoney “elektron” adını verdi. 1897 Ocak ayında emil Wiechert, katot ışınlarının eski elektrik yüklü temel parçacıklardan oluştuğunu ve bu parçacıkların en küçük atomdan çok daha hafif olduklarını kanıtladı. Nisan ayında, J.J.Thomson, katot ışınlarının yük/kütle (e/m) oranının iyonlarınkinden 1000 kez daha küçük olduğunu buldu. Kasım ayında, Willy Wien, Thomson’un bulgularını doğruladı. Elektronun keşfi, aynı sıralarda ortaya çıkan bir başka olayla desteklendi. Bu, Ekim 1896 ve Ekim 1897 yılları arasında Peter Zeeman tarafından gösterilen, bir manyetik alanda atomik spektral çizgilerin üçlü yarılmaları idi. Zeeman etkisi adı verilen bu olgu, Eylül 1897’de Hendrik Antoon Lorentz tarafından teorik olarak açıklandı. Elektronun hem dalga hem de kuant yani tanecik özelliğinin kısa tarihi şöyledir; Aristotle ışığın doğası hakkında hipotez kuran ilk kişilerden biriydi ve ışığı havadaki elementlerin ayrışması olarak düşünüyordu (dalga teorisi). Diğer bir yanda ise Democritus ışıkta dahil olmak üzere evrendeki her şeyin daha küçük ayrılamaz parçalardan oluşması yargısına karşı geldi. 11. Yüzyılın başlarında, Arap bilim adamı Alhazen optik üzerine; kırılma, yansıma ve ufak boyuttaki mercekleri kullanarak ışınların çıkış noktasından göze gelene kadarki yolunu anlatan konular hakkındaki ilk kapsamlı tezi yazdı. Bu ışınların birleşik ışığı oluşturduğu iddiasında bulundu. 1630’da René Descartes’in ışık üzerine yazdığı tezindeki ters dalga tanımı ışığın davranışının dalga dağılımı modellemesiyle ışığın tekrar yaratılabileceğini gösterdi. 1670’in başlarında ve 30 yıllın üzerindeki çalışmayla Isaac Newton parçacık hipotezini sunarak ışığın yansımasının gösterdiği düz çizgiyle sadece parçacıkların böyle bir düz çizgi üzerinde gidebileceğini savundu. Işığın kırılmasını ise daha yoğun bir ortama geçen ışığın hızlandığını varsayarak açıkladı. Yaklaşık olarak aynı zamanda, Newton’un çağdaşları Robert Hooke ve Christiaan Huyhens ve sonrasında Augustin-Jean Fresnel matematiksel olarak dalga görüşünü farklı ortamlarda farklı hızlarla giden ışığın kırılmasının ortama bağlı olduğunu gösterdi. Huygens_ fresnel prensibinin sonuçları ışığın davranışını belirlemede oldukça başarılıydı ve sonradan Thomas Young’un çift girişim deneyiyle ise ışığın parçacık old- uğu görüşünün sonu başlamış oldu. 19. yüzyılın bitiminde, fizik yoluyla atomun doğasına ve kimyasal reaksiyonların işleyişine karar vermek atom teorisinde indirgemeciliğin atomun kendi içine ilerlemesini sağladı. İlk başta akışkan sanan elektrik daha sonradan elektron ismi verilen parçacıklardan oluştuğu anlaşıldı. İlk defa J. J. Thomson tarafından 1897 yılında katot ışın tüpü kullanarak vakumlu ortamda elektrik yüklerinin hareketi gözlemlendi. Vakum elektrik akışkanına hareket için ortam sağlamadığından dolayı bu buluş sadece negatif yüklü parçacığın vakumlu ortamda hareketi sayesinde açıklanabilir. Elektronlar yıllardır elektriği akışkan olarak gören klasik elektrodinamikle karşı karşıya geldi. Daha da önemlisi, elektrik yükü ve elektromanyetizma arasındaki yakın ilişki Michael Faraday ve James Clerk Maxwell tarafından belgelenmiş oldu. Elektromanyetizmanın değişen bir elektrik veya manyetik alan tarafından oluşturulan bir dalga olarak bilinmesinden beri elektrik ve yükün atomik/parçacık tanımı yersizdi. Dahası, klasik elektrodinamik tamamlanmayan tek klasik teori değildir. 27