19 Nisan 2010 Pazartesi

Rutherford Atom Modeli

http://www.bbc.co.uk/manchester/content/images/2008/09/10/rutherford_atomic_model_180x200.gif
Ernest Rutherford, fotoğraf plakası ile çevrilmiş yarım mikron kalınlığındaki bir altın plakayı alfa tanecikleri ile doğrusal olarak bombaladığında, alfa taneciklerinin çoğunun yön değiştirmeksizin altın plakasının arkasında kalan fotoğraf plakasına ulaştığını gözlemledi. Bununla beraber bazı alfa taneciklerinin ise büyük açılarla sapmaya uğradıklarını gözlemledi
Rutherford tarafından kullanılan altın plakanın kalınlığı yaklaşık olarak 2000 atomdan oluşuyordu ve alfa taneciklerinin çoğu arkadaki fotoğraf plağına
ulaştığından altın atomları büyük boşluklardan oluşmalıydı. Kimi alfa  taneciklerinin sapmaları çok fazla olmasının nedeni atomun bir yerinde pozitif  yüklü alfa taneciklerini saptırabilecek güçte büyük kütleli bir bölge bulunmalıydı . Rutherford bu deneylerden sonra çekirdekli atom kuramını 1911 yılında açıkladı.
Rutherford yaptığı deneylere göre bu pozitif yüklü çekirdeğin atomun çapına göre onbin kat daha küçük  olduğunu öne sürdü. Bugünkü bilgiler göre çekirdek çapı yaklaşık olarak 10-13 cm  kadardır. Rutherford atomu bir güneş sistemine benzeterek atom çekirdeğini güneşe, elektronları da gezegenlere benzetmiştir.
Çünkü deney sonuçlarında anlaşıldığına göre  elektronlar atom çekirdeği etrafında bulunuyorlarsa, çekirdeğe düşmemek için  çekirdek etrafında dönmek zorundaydılar ve onları çekirdeğe çeken coulomb çekim  kuvvetine denk bir merkezkaç kuvveti ile hareket etmeleri gerekiyordu. Böylece  elektronlar gezegenler gibi yörüngelerinde bulunacaklardı Daha küçük  yörüngelerde dönen elektronların dönme peryodu daha küçük dolayısıyla yaydıkları  ışığın frekansı da daha büyük yörüngelerdeki hareket eden elektronların  yaydıkları ışık frekansına göre daha büyük olacaktır. Bir elektron ışıma  yaptıkça enerji kaybedeceğinden yörünge çapı da gittikçe küçülmelidir.
Böylece  yaydığı ışığın frekansı gittikçe artmalıdır. Bir ışık kaynağında birden çok fazla sayıda atom vardır ve bu atomlardan bazıları ışık yayma işleminin bir basamağında iken, diğerleri başka basamaklarda bulunabilir. Böylece pratik olarak bütün dalga boylarında ışık yayması beklenir. Örneğin bir elektrik
boşalması ile ışıklı hale getirilmiş hidrojen gazının sürekli bir ışık spektrumu vermesi beklenir. Halbuki beklenenin tersine, hidrojen ışığının spektrumu analiz
edildiğinde belirli sayıda keskin çizgiler yani farklı farklı dalga boyları gözlenir.
Rutherford atom modelinin bir hatalarından biri atomu güneş sistemine benzetmesiydi. Bunun nedenini daha iyi anlayabilmek için hidrojen atomunu düşünelim.Hidrojenin elektronunun döndüğü yörüngenin çapını r, açısal hızını elektronun kütlesini m, elektron ve çekirdeğin yükleri e ve -e kadar olacağından, merkezkaç kuvveti için ve Coulomb çekim kuvveti için yazılabilir. Denge hali için olacaktır ki herhangi bir r değeri için elektronun
açısal hızı bulunabilecektir. Böylece birbirinden çok farklı atomik çaplara sahip hidrojen atmları bekleyebiliriz. Bu sonuç hidrojen atomlarının ne fiziksel nede kimysal davranışlarında gözlenmez ve tüm hidrojen atomları büyüklükleri açısından birbirlerine benzerler. Bütün bu farklılıklar Rutherford atom modelinin eksik taraflarıdır.

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder