• Einstin’e göre bütün parçacıklar durgun olsalar bile enerjileri vardır. Bu enerjiye durgun kütle enerjisi denir.

[fizik_2_ygs_lys]

• 20. yüzyılın başlarında fizikte yeni ve büyük gelişmeler oldu. ileri sürülen rölativite ve kuantum teorileri o güne kadar yapılan varsayımların yeniden gözden geçirilmesine neden oldu. Özellikle özel rölativite ve kuantum kavramları fizikte yeni bir dönemin başlamasına sebep olmuştur. Modern fiziğin bu kavramlarla başladığını söyleyebiliriz.
• Newtonun klasik fizik yasaları büyük ve hızı ışık hızıyla kısyaslanamayacak kadar küçük maddeler için geçerlidir ve doğru sonuçlar vermektedir.
• Kütlesi atom ölçeklerinde olan veya hızı ışık hızına yakın olan maddelere uygulandığında yanlış sonuçlar vermektedir.
• Modern fizik yasaları özellikle Einstein (1879 – 1955) ın 1905 ve 1915 yıllarında ortaya attığı özel ve genel rölativite (görelilik) kavramlarıyla maddeye, uzaya, zamana farklı bir bakış açısı getirdi. Onun bu buluşlarıyla daha önceden sabit kabul edilen kütle, zaman, uzunluk gibi kavramların aslında göreceli olduğu ve farklı olay ve durumlarda farklılık gösterdiğini buldu.
• Işık hızına yakın hızlarda kütlenin arttığını zamanın uzaydaki bükülmelerden etkilendiğini ve değişik konumlarda zamanın farklı işlediğini kimi yerde zamanın hızlı, kimi yerde yavaş ilerlediğini söylemiştir.
• Uzaydaki eğilmelerin arttığı yerlerde, bunlar kütle çekiminin etkisinin büyük olduğu yerlerdir.
• Uzay çukurlarının oluştuğu bu bölgelerde zaman yavaş ilerlemektedir. Uzayın derinliklerinde gezegen ve yıldızlardan uzak kalan bölgeler fazla eğrilmeyen bölgelerdir.
• Bu bölgelerde zaman daha hızlı ilerlemektedir.

• Uzaydaki eğrilmelerden ışıkta etkilenir. Uzaya baktığımızda gördüğümüz yıldızlar veya gezegenler aslında göründükleri yerdemi buluyorlar.
• Göz, cisimleri göze gelen ışığın doğrultusunda algılamaktadır. Işık eğriliyorsa göz cisimleri gerçek yerlerinde algılamaz. Bu konu ile ilgili yapılan deneyler bu durumu kanıtlamaktadır. Gözlemlenen konumu belirlenen bir yıldızın güneş tututlaması sırasınnda konumunun ölçülmesi ve bu konumların farklı çıkması ışığın eğrildiğinin ispatı olmuştur.

Gökyüzündeki yıldızlar çok uzaktadır. Uzaklık birimi olarak ta ışık yılı kullanılır. 1 ışık yılı ışığın saniyede 300.000 km hızla 1 yılda aldığı mesafeye karşılık gelmektedir.
Baktığımızda yıldız dünyadan 9 ışık yılı uzaklıkta ise, bu yıldızdan bize ulaşacak ışının 9 yıl sonra ancak dünyamıza ulaşacağı anlamına gelir. Yani biz gördüğümüz yıldızın 9 sene önceki halini görmekteyiz. Dünyamızdan çok uzaklarda yıldızlar vardır. Örneğin, 10 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan yıldızdan dünyaya ulaşan ışık 100 milyon yıl önceki durumunu bize gösterecektir. Bu yıldız yok olsa 100 milyon yıl biz bu yıldızı hale faal olan yıldızlar gibi görmeye devam edeceğiz. Uzayda dört boyut vardır. Bunlar en, boy, yükseklik ve zaman buna uzay– zaman boyutuda denmektedir.
Zaman dünyanın merkezinden uzaklaştıkça hızlı ilerler.
Çok katlı bir binanın zemin katı ile en üst katı arasındaki zaman farkı 1960 da ölçülmüştür.

Eski düşünceleri alt üst edecek derecede fizikte değişime sebep olan özel görelilik kavramından bahsedelim.
Bu kurama göre eylemsiz referans sistemlerinin tümünde fizik kuralları aynıdır. Eylemsiz referans sistemi birbirlerine göre ivmeli hareket yapmayan, hızları sabit olan sistemlerder. Bir cisim duruyor. Başka bir cisim sabit hızla ilerliyorsa bu iki cisim yine eylemsiz referans sistemi içindedir.
Işık hızı evrendeki en büyük hızdır. Işık hızının üzerinde bir hıza ulaşılamaz. Örneğin ses hızı ses kaynağı hareketli bir arabanın üzerinde ise sesin hızını daha fazla ölçebiliriz.
Işık için bu geçerli değildir. Yani ışık hızının yarısı bir hızla giden bir araç üzerindeki ışık kaynağından

Bu durum Michelsan – Morley deneyi ile açığa kavuşmuştur.
fiimdi bu deneyden bahsedelim. Michelsan ve Morley bu deneyi ayda esir maddesinin olup olmadığını ispat etmek için yaptılar. Ancak çıkan sonuçlar ışığın hızı hakkında daha sonra ortaya çıkacak görelilik kuramını destekler sonuçlar vermiştir.
Deneyde dünyanın güneş etrafındaki eliptik yörüngesinden faydalandılar. Uzayda esir maddesi varsa Dünyanın hareket yönünde gönderilen ışığın hızının azalması gerektiğini düşünüyorlardı. Fakat deney sonuçları bunu doğrulamadı. Işık kaynağından çıkan ışınlar belli bir açıyla duran yarı gümüşlenmiş ayna tarafından ikiye ayrıldı. İki ışından biri dünyanın hareket doğrultusunda, diğeri ise hareket doğrultusuda dik açı yaparak ilerliyor.
Esir maddesi var ise bu iki ışığın hızı arasında bir fark olmalıydı. Fakat Michelson ve Morley deney sonuçlarında hiç bir fark bulamadı. Hareketli bir ışık kaynağından çıkan ışınların hızı kaynağın hızından etkilenmemektedir.
Hız göreceli bir kavramdır. Hızın algılanabilmesi için referans noktasına veya düzlemine ihtiyaç vardır. Referans noktası olmadan hızı anlamamız imkansızdır. Örneğin otobüsün içindeki bir adam pencereden dışarıya baktığında kendisinin durduğunu, baktığı nesnelerin hareket ettiğini görür.
Aynı hızla, aynı yönde giden iki araçtan bakan gözlemciler birbirine baktıklarında durduklarını zannederler. Yolu referans alıp yola baktıklarında hareketli olduklarını anlarlar.
Dünya kendi ekseni etrafında ve Güneşin çevresinde çok büyük bir hızla dolanmaktadır. Fakat biz bu hızı fark edemiyoruz. Çünkü üzerinde bulunduğumuz dünya ile aynı hızla hareket ediyoruz. Hareket ettiğimizi anlamamız için sabit bir referans noktasına veya düzlemine bakmamız gereklidir.

Koltuk üzerindeyken kendimizin durağan olduğunu çevremizdeki nesnelere bakar düşünürüz. Aslında dünyanın hızına eşit çok büyük bir hızımız vardır. Otobanda otomobil içinde yanınızda oturan birine göre hareketsizsinizdir.
Fakat dışarıdan size bakan bir gözlemeye göre hareketlisinizdir.
Dünyada hareketsiz bir gözlem istasyonunda bulunan birli bilim adamı ışığın hızını 300.000 km/s ölçüyor. Hareketli bir roketin içinde bulunan bilim adamı dünyada kullanılan ölçü aletleri cetvel ve saat kullanarak ışığın hızını ölçtüğünde yine aynı sonucu bulur. Fakat belli bir hızla giderken cetvelin boyunun kısaldığını görür. Bu cetvelle ölçülen aynı mesafenin aynı zaman dilimi içinde daha büyük çıkması gereklidir.
Işığın hızının daha büyük çıkması gerekirdi. Fakat ışığın hızı aynı değerde ölçüldü. Bunun sebebi ne olabilir, cetvelin boyu ile birlikte zaman kavramınında değişmesiyle bu açıklanabilir. Einstein’a göre ışık hızı evrende bir sabittir.
Bunu kendisinden önce Michelson ve Morley kanıtlamıştır. Maxweil in bu konuda yaptığı çalışmalarda vardır.
Bir cisme uygulanan net kuvvet cisme yol aldırdığı süre içinde cisme kinetik enerji kazandırır. Newton yasaların

[fizik_2_ygs_lys]

• +q yükü elektrik alana dik doğrultuda girdiğinde elektriksel kuvvetin etkisinde saparak şekildeki yörüngeyi izler.

• Ossiloskobun yapısını üç bölüme ayırabiliriz, 
  Kısım elektron elde edilen fitil ve bu elektronları hızlandıran anot ve katottan oluşur.
• 
  Kısım, yatay ve düşey paralel levhalardan oluşmuş saptırıcılar vardır.
• 
  Kısım, inceleme yapılan ekran vardır.
• Elektronun sıcak bir fitilden salınması (termoiyonik salınma) sonucunda açığa çıkan elektron Vh potansiyel gerilimi altında hızlandırılır. Hızlanan elektronların bir kısmı anot olarak kullanılan içinde silindir şeklinde delik bulunan silindire takılsada bir kısmı delikten geçerek şu oresan madde kaplı ekrana çarparak ekranda parıldar.
• Elektronların ekran üzerinde nereye çarpacığı yatay ve düşey saptırıcılalrın gerilimine bağlı olarak değişir.
• 
  I. kısımda ısıtılan fitilden çıkan elektronlar hızlandırıcı potansiyel (VH) uygulanarak hızlandırılır. Başka bir potansiyel uygulanmazsa elektronlar doğrusal yörünge izleyerek ekranın O noktasına düşer. Ekranda parlak bir nokta oluşur.
• 
  II. bölümdeki yatay duran paralel levhalara gerilim (VD) uygulanırsa elektronun yörüngesi düşey doğrultuda sapar. Elektronlar ekranda y ekseni boyunca iz bırakırlar.

[fizik_2_ygs_lys]

Yüklü Tanecikler

Elektron

• En küçük elektrik yüküne sahiptir. Yüküne bir elemantel yük denir. 1 elementel yük 1.6.10-19C dur. 1866 yılında Thamson tarafıdan yapılan deneyler sonucunda keşfedildi.
• Negatif elektrik yüküne sahip bu parçacığın kütlesi bir hidrojen atomu kütlesinin yaklaşık 1836 da birine eşittir.
• Bu da yaklaşık olarak 9.11.10-31 kg dır.

Proton

• Atomun çekirdeğinde bulunan pozitif yüklü taneciktir. Yüküelektronun yüküne eşit yani 1.6.10-19C olur. Kütlesi elektronun kütlesinin yaklaşık olarak 1836 katına eşittir.

Yüklü Parçacıkların Elektrik Alanda Hareketi

• Paralel yüklü iki levha V potansiyel farkı altında yüklendiğinde levhalardan birisi (+). diğeri (-) yüklenir. Bu iki levha arasında (+) dan (-) ye doğru elektrik alan oluşur.

• Yük bir levhadan diğer levhaya hareket etmiş ise x=d olucağından yapılan iş W = V.q olur. (levhalar arası uzaklığa bağlı değil) Elektriksel kuvvetin yaptığı işi parçacığın kinetik enerjisindeki değişimden faydalanarakta hesaplayabiliriz.

[fizik_2_ygs_lys]

• Modern atom teorisinde elektronlar çekirdek çevresinde elektron bulutları halindedirler. Elektronların bulunma ihtimalinin yüksek olduğu bu bölgelere orbital adı verilir.
• Elektronun atomdaki yeri ve durumunu belirlemek için dört tane kuantum sayısı kullanılır.

1. Bas Kuantum Sayısı

• Bu sayı elektronun çekirdekten uzaklığını belirler. n ile gösteriliyor olup, n = 1, 2, 3 … değerlerini alır. n küçüldükçe elektronun atoma uzaklığı küçük bağlanma enerjisi büyüktür.
• K kabuğu n = 1
• L kabuğu n = 2
• M kabuğu n = 3
• N kabuğu n = 4
• P kabuğu n = 5

2. Orbital Kuantum Sayısı (I)

• Alt kabuk sayısını belirler. Atomlarda elektron bulutlarının oluşturduğu elektrik alanlarının birbiriyle ya da dış elektrik alanla etkileşmesi sonucu enerji seviyelerindeki ayrılmaların nasıl olacağnıı gösteren ya da elektronun açısal momentumunu belirleyen kuantum sayılarıdır.
• I = 0, 1, 2, 3, ……… (n–1) değerlerini alabilir.

3. Magnetik kuantum sayısı (mI)

• Alt kabuktaki orbital sayısını verir. Elektronların çekirdek çevresinde dolanırken oluşturduğu akım magnetik alanlar meydana getirir. Bu magnetik alanla etkileşerek enerji seviyelerinde tekrar ayrılmalar meydana getirir ve alt kabuklar içinde yeni alt kabuklar oluşur. Bunlar orbitallerdir.

4. Dönme (Spin) magnetik kuantum sayısı (ms )

• Elektronlar hem çekirdek çevresinde hem de kendi eksenleri etrafında dönme hareketi yapar. Kendi eksenleri etrafında dönerken bir magnetik alan oluşur. Dönme iki farklı yönde olabileceği için magnetik alanla etkileşime girerken enerji seviyelerinde tekrar ayrılmalara neden olur. Sperktrum çizgilerinin ince yapıda oluşunun nedeni bu ayrılmalardır.

• alabilir. Yalnızca iki değer alabilmesi bir orbitalde iki elektron bulunabileceğini gösterir. ms nin (+) değer alması dönmeden oluşan magnetik alanın dış magnetik alanla aynı yönlü olmasını, (–) değer alması zıt yonlü olmasını açıklar.

Pauli Prensibi

• Bir atomda tüm kuantum sayıları biribirinin aynı olamaz. n, I. mI, ms değerlerinden en az biri farklı olacaktır.

[fizik_2_ygs_lys]

• Temel hal en düşük enerji seviyesidir. Atomlar normalde temel halde bulunurlar. Atomun üst enerji seviyesine geçmesi için enerji alması gereklidir. Üst enerji seviyesine çıkan atoma uyarılmış atom denir. Uyarılmış bir atom temel hale dönerken ışıma yapar.

Temel haldeki atomları
1. Hızlandırılan elektronlarla
2. Isı enerjisi ile
3. fotonlarla uyarabiliriz.

1. Hızlandırılan elektronlarla atomları uyarma

• Atomun (n=2) 1.uyarılma enerji seviyesinden daha düşük enerjiye sahip elektronlar atomu uyaramaz. Elektronlar atomla esnek çarpışma yaparak aynı enerji ile sistemi sekildeki gibi terkeder.

• Elektronun enerjisi atomun birinci uyarılma enerjisine eşit ya da daha büyükse atom uyarılabilir. Elektronun enerjisi atomun uyarılma enerjilerinden birine eşitse elektron atom tarafından soğurulur. Eğer elektronun enerjisi uyarılma enerjisinden büyükse atom uyarılma enerjisi kadarını alır, elektron geri kalan enerji ile sistemi şekildeki gibi tereder.

[ad1]

• Üst enerji seviyelerinden birine uyarılan atom, iç enerji seviyeleri farkına eşit birden fazla foton yayınlayabilir.
• Yayınlanan fotonun enerjisi elektronun ilk ve son enerjileri farkı kadardır.

2. Isı enerjisi ile atomu uyarma

Normal sıcaklıkta atomlar temel halde bulunurlar. Sıcaklık artırıldığında atomların hareket enerjileri artar, atomlar arası çarpışmalar başlar. Atomlardan bazılarının esnek olmayan çarpısması sonucu uyarılma gerçekleşir.
Sıcaklık arttırıldıkça uyarılan atom sayısı artar. Atomların temel hale dönerken enerji geçişleri sırasında ışıma yaparlar.

3. Fotonlarla atomu uyarma

• Atom temel haldeyken gelen fotonun enerjisi birinci uyarılma enerjisinden küçükse foton ya atomun içinden geçer ya da esnek çarpışma yaparak saçılır.
• Fotonun enerjisi atomun birinci uyarılma enerjisi atomun birinci uyarılma enerjisine eşitse foton atom tarafından soğurulur,
• Atom bir foton yayınlayarak temel hale döner. Gelen foton ile yayınlanan fotonun enerjisi biribirine eşittir.
• Gelen fotonun enerjisi tam olarak atomun uyarılma enerjilerinden birine eşitse ancak foton atomu uyarıbilir.
• Eğer fotonun enerjisi atomun birinci uyarılma enerjisinden büyük ama diğer uyarılma enerjileri arasında bir değerde ise foton atomu uyarmaz.
• Foton esnek olarak saçılır. Çünkü fotonun enerfisi parçalanamaz. Ya bütün enerjisini atoma verir ya da hiç veremez.
• Eğer fotonun enerjisi iyonlaşma enerjisinden büyükse atomdan bir elektron koparır. Buna fotoelektrik olay denir.

Kendiğinden Emisyon

• Atomlar temel enerji düzeyinde kararlı haldedir. Atomlar uyarıldıklarında temel halden üst enerji seviyelerine geçerler.
• Uyarılan atom kararsız halden kararlı hale yani temel hale geçmek ister. Bu yüzden alt enerji seviyelerine geçmek için 10–8 s gibi süre içinde ışıma yapar. Bu ışıma zorlamadan, atomun kendiliğinden yaptığı ışımadır.

Üst enerji seviyesine uyarılmış atomun temel hale geçerken foton yayınlamasına kendiliğinden emisyon denir.
Her atomun ışıması farklı zamanlar da yayınlanacağından yayılan dalgalar aynı fazda olmazlar. Yayılan ışınların I Toplam şiddeti a genlikli dalgaların şiddetleri toplamına eşittir.

Uyarılmış Emisyon

• Bazı atomların uyarıldıkları bazı enerji düzeyinde kalma süreleri 1 s civarındadır.
• Bu süre içinde üst enerji seviyesine uyarılan atomların sayısı artabilir.
• Üst enerji seviyesine uyarılan atomların sayısı alt enerji seviyesindeki atomların sayısından fazla ise bu duruma tersine birikim olayı denir.
• Tersine birikim olduğu durumda E3 enerji seviyesindeki atomların sayısı E2 enerji seviyesindeki atom sayısından fazla olsun.
• Atomlara E = E3 – E2 enerjili foton gönderilirse bu foton elektronları E3 enerji seviyesinden E2 enerji seviyesine inmeye zorlar.
• Bu enerji geçisinde gelen fotonla aynı enerjili bir foton yayınlanır. Gelen ve yayınlanan fotonların frekansları ve dalga boyları eşit olur.
• Enerjileri aynı olan bu iki foton iki atomu daha zorlar böylece 4 foton oluşur. Bu olay tersine birikim olayı sonlanıncaya kadar devam eder. Bu olaya uyarılmış emisyon denir.
• Uyarılmış emisyonda yayınlanan tüm fotanlar aynı fazda ve aynı frekanstadır. Uyarılmış emisyonda foton soğurulmaz.

Lazer (Light amplification by stimulated emssion of radiotian)

• Lazer uyarılmış emisyon yoluyla ışığın şiddetlendirilmesi olayıdır.

• Lazer şekilde görüldüğü gibi iki yanında biribirine paralelaynalar ve içinde Lazer için gerekli madde (katı, sıvı,gaz, yarı iletken) bulunan bir sistemdir.
• Üst enerji seviyesindeki atomların sayısının, alt enerji seviyesindeki atomların sayısından fazla olma durumu tersine birikim olayıydı.

[ad2]

• Fotonlar ve elektronlar ile sistemdeki atomların çoğunluğu üst enerji seviyesine pompalanmış olsun.
• E = E3 – E2 enerjisiyle bir foton uyarılmış bir atoma çarptığında onu E2 seviyesine inmeye zorlar.
• Gelen fotonla aynı yönlü, aynı fazda ikinci bir foton yayınlanır. Bu fotonlar aynadan yansıyarak kendileri ile aynı yönde aynı fazlda fotonların yayılmasına sebep olur. Aynalardan yansıyarak sayısı gittikçe artan fotonlar belli bir sayıya ulaşarak geçirgenliği % 1 olan yarı geçirgen aynadan son derece yüksek şiddetle Lazer ışığı olarak çıkar.
• Lazer aynı fazda aynı frekanslı paralel ışık yayan kaynaklardır. Enerjilere çok yüksektir. Bu yüksek enerjili ışıklar aynı yönde hareket ettiklerinden ve çok az dağılma gösterdiklerinden çok uzak mesafelerin ölçülmesini hassasiyetle gerçekleştirir. Laser uzay haberleşmelerinde ve tıp alanında da kullanılmaktadır. Lazer ışığı kilawatlarca enerjiyi bir noktaya odaklama yaparak çelik gibi levhaları ve çeşitli kalınlıktaki dokuları kesebilir.

Laser Işığının Özellikleri

• 
  Uyarılmış emisyon yolu ile oluşur.
• 
  Tek renkli (monokromatik) ışıktır.
• 
  Aynı yönlü, aynı fazda, aynı frekanslı dalgalardan oluşur.
• 
  Paralelliği ve normal ışığa göre çok az dağılma göstermesiyle uzak mesafelerin ölçümünde kullanılır.
• 
  Laser ışığı yoğunlaştırılarak çok büyük birenerjiyi bir noktaya odaklar. Isıtma, delme, kesme, buharlaştırmada kullanılır.
• 
  Bulut, sis, yağmur gibi atmosfer olaylarından etkilenirler.
• 
  Lazer ile üç boyutlu görüntüler elde edilebilir.

[fizik_2_ygs_lys]

• Uyarılmış hidrojen atomlarında elektron yüksek enerji seviyesindeki yörüngeden, düşük enerji seviyesindeki yörüngeye geçişinde yaptıkları ışımalara sprektrum serileri denir.
• İyonlaşma hali altındaki enerjileri atomların toplam enerjilerine eşittir.

Lyman Serisi (Mor ötesi ışınlar)

• Üst enerji seviyelerinden n = 1 enerji seviyesine geçişle atomun yayınladığı fotonlardan oluşur.

Balmer Serisi (Görünür Işınlar)

• Üst ünerji seviyelerden n = 2 enerji seviyesine geçişte oluşur.

Paschen Serisi (Kızıl ötesi ışınlar)

• Üst enerji seviyelerinden n = 3 enerji seviyesine geçişte oluşur.

Bracket serisi

• Üst enerji seviyelerinden n = 4 enerji seviyesine geçişlerde oluşur.

Pfund Serisi

• Üst enerji seviyelerinden n = 5 enerji seviyesine geçişlerde oluşur.

Bohr Atom Modelinini Yetersizlikleri

1. Bohr atom modeli sadece tek elektronlu atomların yapısını açıklamaktadır. Çok elektronlu atomların yapısını açıklamakta yetersizdir.
2. Bohr atom modeli spektrum çizgilerinin ince yapı yarılmalarını, sebebini açıklayamaz.

[fizik_2_ygs_lys]

• Atomların belli frekanslarda elektromagnetik ışıma yapması,atomun sahip olacağı enerji değerlerinin kesikli olduğunu gösterir. Atomun sahip olabileceği bu iç enerjilere enerji seviyeleri denir.

• Elektron tabancasından fırlatılan elektronlar VH gerilimi ile hızlandırılarak gaz atomlarının bulunduğu odaya gönderilir.
• Gaz atomlarıyla çapışma yaptıktan sonra çarpışma sonrası enerjilerinin ölçüldüğü diğer odaya geçerler.
• Elektronların gaz odasına girdiği ve çıktığı aralıklar karşılıklı değildir. Bunun nedeni elektronların gaz atomlarınaçarparak çıkmasını sağlamaktır. Yüksek hızlı gaz boşaltma pompaları diğer odaya kaçan gaz atomlarını boşaltmaktır.
• VH gerilimi ile Ek enerjisi kazandırılan elektronların son odada da enerjileri ölçülür.
• Elektronların gaz odasına girişteki ve çıkıştaki enerjileri farkı kaybettiği enerjiyi verir. Bu çarpışma sonucu atoma verilen enerjidir.
• Gaz odasında civa buharı varken enerjisi 4.86 eV olan elektronlar gönderildiğinde, çıkan elektronların 4.86 eV enerji kaybettiği görülür.
• Bir atom tarafından alınabilecek en küçük enerji miktarına o atomun birinci uyarılma enerjisi denir. Civanın 1.uyarılma enerjisi 4.86 eV dır.
• Civa atomunun alabileceği enerji miktarını çıkan elektronların son kinetik enerjilerini ölçerek bulabiliriz. Civa atomunun bazı enerji düzeyleri aşağıdaki gibidir.

• Uyarılma enerjisi verilmeden önce atomun içinde bulunduğu hale temel hal denir. Temel halin üzerinde birinci uyarılma enerjisi ve diğer uyarılma enerjileri yer alır. Atoma
• 10.4 eV enerji verdildiği zaman atomdan bir elektron kopar ve geriye pozitif yüklü bir iyon kalır. Atomu iyonlaştıran bu enerjilye iyonlaşma enerjisi denir.
• Enerji seviyeleri her atom için farklıdır. Üstt enerji seviyesine çıkan atom yaklaşık on üzeri sekiz s de aldığı enerjiyi ışık fotonu olarak yayınlayarak alt enerji seviyelerine ya da temel hale geçer.
• Yayınlanan fotonların enerjileri bu iki seviye arasındaki enerji farkı kadar olur.

Bohr Atom Modeli

• Bu atom modeli 1910 yılında Niels Bohr tarafından geliştirilmiştir.
• Ortaya attığı üç postülatla elektronların çekirdek çevresinde belli dairesel yörüngelerde dolandığını,enerji kaybederek çekirdeğe düşmediğini ve ivmeli hareketten dolayı enerjilerinin kesikli oluşunu açıklamıştır.

Bohr Postülatları

1. Çekirdek çevresinde elektronların yörüngelerinin çapı belli değerlerdedir. m kütleli elektronun V hızıyla hareket ederken elektrona eşlik eden de Brogli dalga boyu

2. Elektronlar çekirdek çevresinde dönerken kararlıdırlar.

• Belli yörüngelerde belli enerjilere sahiptirler.
• Enerji kaybederek çekirdeğe düşmezler.

3. Elektron yörüngeler arasında geçiş yapabilir.

• Yüksek enerjili kararlı bir yörüngeden, düşük enerili kararlı herhangi bir yörüngeye kendiliğinden geçebilir.
• Bu geçişte ortaya çıkan enerji Eilk – Eson yayınlanan fotonunun enerjisi olur.

Bohr yörünge yarıçapı

• Elektron kararlı yörüngede dolanırken merkezcil kuvvet ve coulomb çekim kuvveti etkisinde kalır. Elektron düzgün dairesel hareket yaptığına göre coulomb kuvveti merkezcil kuvvete eşittir.

Bohr Yörünge Hızı ve Enerjisi

Bohr yörüngesinde dolanan elektronun hızı

[fizik_2_ygs_lys]

• Atom, yıllar boyu maddeyi oluşturan en küçük parça olarak bilinmişti. Zaman içinde elektronun ve çekirdek içindeki nükleon (nörton, proton) un bulunması ile farklı atom modeli teorileri ortaya atıldı. Bu teorilerden bazılarını inceleyelim.

Thomson Atom Modeli

• Elektronların kütlesi atomun kütlesinin çok küçük bir kısmını oluşturur. Tamamına yakın pozitif yükten oluşmuştur.

Rutheford Atom Modeli

• Rutherford yaptığı saçılma deneyi ile atomun, merkezinde pozitif yüklü yoğun bir çekirdek ve çekirdek çevresinde dolanan elektronlardan oluştuğunu öne sürdü.
• Rutherford saçılma deneyinde a tanecikleri çok inçe altın yaprak üzerine gönderildi. a tanecilerinin çoğunun altın yapraktan geçmesi Thomson atom modelinde olduğu gibi atomun boşluksuz yapıda değil boşluklu yapıda olduğunu gösterdi.

Bazı alfa tanecikleri ise şekildeki gibi a açısıyla yörüngelerinden sapmıştır. Bunun nedeni pozitif yük atom içinde bir bölgede yoğun olarak bulunmaktadır. Nişan hatası azaldıkça sapma açısı azalmaktadır. Deney sonuçlarına göre elektronlar güneş etrafındaki gezegenlerin yörüngeleri gibi bir yörünge izleyerek çekirdek etrafında dönmektedir.
Rutherford Atom Modelinin Yetersizliği

1. Bu modelde elektronlar çekirdek çevresinde coulomb çekim kuvveti etkisinde dönüyorsa yaptığı dairesel hareket ivmeli harekettir. İvmeli hareket yapan yüklü parçacıklar ışıma yaparak enerji kaybederler. Enerjisi gittikçe azalan elektronların spiral bir yörünge izleyerek çekirdeğe düşmesi beklenir. Atom çökmediğine göre bu model yetersizdir.

2. Elektronun çekirdek etrafında dönerken enerjisi azalıp yörünge yarıçapı sürekli küçüleceğinden atomdan yayınlanan fotonların frekansı sürekli artar. Bu durumda atomun sürekli olarak bütün frekanslarda ışıma yapması beklenir. Halbuki atomların spektrumları incelendiğnde yayınlanan elektromagnetik ışımaların enerjilerinin her değeri almadığı, kesikli olduğu gözlenmiştir.
Yani elektron çekirdeğe sürekli yaklaşmayıp, belli yörüngelerde dolanmalıdır. Rutheford atom modeli elektronların yörüngesini (enerji seviyelerinin kesikliliğini) açıklamakta yetersizdir.

[fizik_2_ygs_lys]

• Elektrik ve magnetik alanlar durgun ve hareketli yüklerden oluşurlar. Durgun yüklerin çevresinde sadece elektrik alan oluşur. Durgun yükün çevresinde oluşan elektrik alan yükten uzaklaştıkça azalır.

• Sabit hızla hareket eden yük çevresinde hem elektrik alan hem de magnetik alan oluşturur. Elektrik alan ve magnetik alan yükten uzaklaştıkça azalır. Uzaya yayılamazlar.
• İvmeli hareket yapan yük çevresinde değişen elektrik alan ve magnetik alan oluşturur. Bu iki alan boşlukta çok uzaklara ışık hızıyla yayılır. Bu elektromagnetik dalgaların ışımasıdır.
• Yüklerin ivmeli hareketinden oluşan elektromagnetik spektrum kesin çizgilerle birbirinden ayrılamaz. Bu yüzden spektrum süreklidir. Elektromagnetik spektrumdaki ışımalar frekanslarına ya da dalga boylarına göre sınışandırılır. Tüm ışımalar aynı elektromagnetik yapıda olup ışık hızıyla yayılırlar.

1. Radyo dalgaları

• İletkenler içinde elektronların ivmeli hareket etmesinden oluşurlar. Dalga boyları 1 mm ile 30 km arasındadır.

2. Mikro dalgalar

• Elektronların iletken içindeki ivmeli hareketinden oluşur. Dalga boyları 0.01 mm ile 1 mm arasındadır. En kısa boylu radyo dalgalarıdır.

3. Kızılötesi ışınlar

• Sıcak cisimlerden yayılırlar ve soğuk cisimlertarafından soğurularak onları ısıtırlar.

4. Görünür Işık

Çok sıcak cisimlerden yayılırlar. Gözümüzün görebildiği ışınlardır. Dalga boyları 3750 A° ile 7500 A° arasındadır.

• Kırmızı ışık Æ 7500 A° – 6100 A°
• Turuncu ışık Æ 6100 A° – 5900 A°
• Sarı ışık Æ 5900 A° – 5700 A°
• Yeşil ışık Æ 5700 A° – 5000 A°
• Mavi ışık Æ 5000 A° – 4500 A°
• Mor ışık Æ 4500 A° – 4000 A°

5. Morötesi Işık

• Uyarılmış atomların temel enerji seviyesine tekrar döndüklerinde çıkardıkları ışınlardır. Elektrik arklarından ve yıldızlardan (güneş gibi) elde edilir.

6. X Işını

• Yüksek gerilimde hızlandırılan elektronların metal hedefe çarptırılarak durdurulmasıyla oluşurlar. 1895’te Röntgen tarafından bulunan x ışınlarının dalga boyları 0.001 ve 0.1 nanometre (metrenin milyarda biri) arasındadır.

• şekilde bir Crookes tüpü yardımıyla x ışınlarının oluşumu gösterilmiştir.
• Katottan çıkan katot ışınları karşıt atot denilen (antikatot) metal levhaya çarptırılır. Elektronlar antikatota ivmeli hareket yaparak yavaşlayarak durur ve her doğrultuda x ışını oluşur.

• x ışınları saydam maddelerden geçer, Yaklaşık 2 cm kalınlığındaki kurşun levha onları durdurabilir. Geçtikleri gaz ortamını iyonlaştırırlar. Yansıma, kırılma, girişim ve kırınım yaparlar. İyonlaştırıcı etki dokularda bölgesel yıkıma sebep olur.

7.

• Radyoaktif atom çekirdeklerinin parçalanması ve yeniden yapılanması ile oluşurlar. Yüksek eneji (birkaç Mev) ve spektrumdaki en küçük dalga boylu ışımalardır. Dokuları tahrip eder fakat kanser tedavisinde kontrollü olarak kullanılırlar.

Elektromğnetik Dalgaların Genel Özellikleri

• 
  Yüklü parçacıkların ivmelenmesiyle oluşurlar.
• 
  Işık hızıyla yayılırlar.
• 
  Eneji ve momentumları vardır.
• 
  Enine dalgalardır.
• 
  Yüksüzdürler. Bu nedenle elektrik ve magnetik alanda sapma göstermezler.
• 
  Boşlukta yayılabilirler.
• 
  Hem tanecik, hem dalga özelliği taşırlar.
• 
  Aynı fazlı elektrik ve magnetik alanlardan oluşurlar.
• Bu alanlar biribirine ve yayılma doğrultusuna diktir.
• 
  Ortam değiştiğinde hız ve dalga boyları da değişir.
• 
  Yansıma, kırılma, girişim ve kırınım yaparlar.
• 
  Polarize (kutuplama) edilebilirler.

[fizik_2_ygs_lys]