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