Evrim Ağacı Logo Evrim Ağacı
Evrim Ağacı
Reklamı Kapat

Nötron, Proton, Elektron: Doktora Öğrencilerinin Keşifleri

Nötron, Proton, Elektron: Doktora Öğrencilerinin Keşifleri
Tavsiye Makale
Reklamı Kapat

Bu yazı, Evrim Ağacı'na ait, özgün bir içeriktir. Konu akışı, anlatım ve detaylar, Evrim Ağacı yazarı/yazarları tarafından hazırlanmış ve/veya derlenmiştir. Bu içerik için kullanılan kaynaklar, yazının sonunda gösterilmiştir. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Akademik sürerliğin ve bilimsel araştırmaların her bir doktora öğrencisi tarafından bir adım daha öteye itilmesi, bilimsel devrimin en önemli atılımlarının yaşanmasını mümkün kılmıştır. Üniversitelerde emek harcayan doktora öğrencileri, akademisyenlerinin yol göstericiliğinde bilime bir nebze olsun katkı sağlamaya çabalayan emekçilerdir.

Elbette birçok bilim insanı en büyük başarılarına doktora sırasında değil, sonrasında imza atmaktadır. Ancak bir insanın doktora süresince kazandığı akademik düşünme, sorgulama ve analiz etme yetisinin bu keşiflerde ve başarılarda rolü tartışmasızdır.

İstikrar ve azimle uğraşmak, er ya da geç bilimsel atılımları insanlığa kazandırmaktadır. Bunun en harika örneği ise, yukarıdaki fotoğrafa yer verdiğimiz 3 isim ve akademik nesiller boyu süren çalışmalarıdır. Gelin buna bir bakış atalım:

Elektronun Keşfi

Elektron, negatif (eksi) yüklü atom altı taneciklerden biridir. Serbest halde de olabilirler, bir atoma bağlı halde de. Temel parçacıklardan lepton grubundadırlar. Elektron, 1897 yılında J. J. Thomson tarafından, katot ışınlarının yardımıyla keşfedildi. Bu çalışması nedeniyle 1906 yılında Nobel Ödülü'ne layık görülmüştür.

Thomson, öncelikle bir tüp aldı ve tüpün içerisindeki havayı boşalttı. Daha sonra tüpün içine iki tane metal parçası yerleştirip bu metal parçalarına bir güç kaynağı bağladı. Bu şekilde metal parçaları (-) ve (+) yüklerle yüklenmiş oldu.

Metal parçaları elektrik yükleriyle yüklendikten sonra, elektronlar ilk metal parçasından hareket etmeye başlayıp , (+) yüklü tüpün içerisinden geçti ve tüpün kısmına çarparak bir ışıldama oluşturdu.

"Peki elektron neden hareket etti?" diye sorabilirsiniz. Metal parçalara elektrik verildiği için elektronlar harekete geçtiler. Thomson bunu gördü ve merak etti: Harekete sebep olan şey neydi? Tüpün içerisindeki şeyin bir elektrik yükü var mıydı acaba?

Thomson bunu öğrenmek için ışının hareket yolu üzerine saptırıcı levha dediğimiz iki metal plaka yerleştirdi ve onları da elektrik yüküyle yükledi. Bu ışının bir yükü varsa, ışın, sahip olduğu yükün tam tersi yöne bükülmeliydi. Çünkü fizikten bildiğimiz gibi, zıt yükler birbirini çeker.

Deney Düzeneği
Deney Düzeneği
KhanAcademy

Bunun sonucunda ışın, (+) yüklü plakanın olduğu yöne doğru büküldü ve bu katot ışının (-) yüklü olduğu keşfedilmiş oldu.

Thomson, bu deney ile şu sonuçlara varmıştır:

  • Katot ışını, negatif (-) yüklü parçacıklardan oluşmalı.
  • Bu parçacıklar mutlaka atomun bir parçası olmalı.
  • Farklı metaller kullanılsa bile aynı katot ışınını oluşur.

Elektron, sadece kimya için değil, bütün fen bilimleri için kritik derecede önemlidir. Elektronu anlamak bize daha büyük bir dünyanın kapılarını aralamıştır.

Elektron, bir teoriden ibarettir. Ancak doğanın nasıl çalıştığını anlamamızı o kadar kolaylaştırır ki, gerçek olduğunu bile söyleyebiliriz! - Richard Feynman

Protonun Keşfi

Protonların keşfinin kökenlerini 1815 yılında İngiliz kimyager William Prout'un tüm atomların hidrojenden yapıldığına yönelik iddialarına kadar takip etmek mümkündür. Prout, bunlara protiller adını vermiştir. Ancak Prout, bunu deneysel olarak doğrulayamamıştır. 1886 yılında Alman fizikçi Eugen Goldstein, katot tüpleri içinde pozitif yüklü parçacıklar olduğunu keşfetmiştir. Dahası Goldstein, tüm gazlar arasında hidrojenin yük-kütle oranının en yüksek olduğunu ve hidrojen iyonunun, iyonize gazlar arasında en ufağı olduğunu fark etmiştir.

1899 yılında ise J. J. Thomson'ın doktora öğrencisi olan Ernest Rutherford, havaya alfa parçacıkları (α2+ veya He2+) gönderdiğinde, sintilasyon detektörlerinin hidrojen çekirdekleri tespit ettiğini gözledi. Bunu biraz daha inceleyen Rutherford, bu hidrojen çekirdeklerini oluşturan şeyin havadaki azot (nitrojen) atomları olduğunu gördü.

Bunun üzerine bir miktar azot gazına doğrudan doğruya alfa ışınları göndererek çok daha fazla sayıda hidrojen atomu üretebildiğini gördü. 1914 yılında, bundan yola çıkarak, hidrojen çekirdeğinin azot atomundan oluştuğunu ve dolayısıyla hidrojenin diğer bütün atomların bir parçası olduğu sonucuna vardı. Yani atom çekirdeğinin içinde çok sayıda parçacık vardı ve bunlar, pozitif yüklüydü. Böylece protonları keşfetmiş oldu. 1920 yılında bunlara "pozitif elektron" anlamında "proton" ismini vermiştir.

Bu tepkimenin en önemli yanlarından birisi, tarihte bilinen ilk nükleer tepkime (çekirdek tepkimesi) olmasıdır. Bu tepkimenin formülü şu şekilde verilir:

14N+α→17O+p\LARGE{^{14}N + \alpha \to ^{17}O+p}

Buradaki α\alpha parçacıkları içerisinde 2 proton ve 2 nötron bulunduğu hatırlanmalıdır. pp ise bir protona karşılık gelmektedir.

Protonun keşfini mümkün kılan deney düzeneği
Protonun keşfini mümkün kılan deney düzeneği
Byjus.com

Nötronların Keşfi

Nötronların keşfinin kökenlerini ise 1930 yılında Alman nükleer fizikçi Herbert Becker ve Walther Bothe'nin çalışmalarına kadar takip etmek mümkündür. Bu ikili, polonyum atomundan saçılan alfa parçacıklarının kısmen daha hafif olan lityum, berilyum veya bor gibi elementler üzerine düştüğünde radyasyon ürettiğini gözlemiştir. Bu penetre edici radyasyon, elektrik alandan etkilenmiyordu ve dolayısıyla bir çeşit gama ışını olduğu düşünüldü.

1932 yılında Fransız bilim insanları Frederic Joliot-Curie ve Irene Joliot-Curie (ki ikincisi, Marie Curie'nin kızıdır), bu ilginç penetre edici radyasyonun hidrojence zengin parafin mum üzerine düşmesi halinde yüksek enerjili (~5 MeV düzeyinde) protonlar ürettiğini gözlemiştir. İtalyan fizikçi Ettore Majorana, atom çekirdeğinde nötr parçacıklar olduğunu ve bunların radyasyonun protonla etkileşme biçiminden sorumlu olduğunu ileri sürdü; ancak o da bunu deneysel olarak gösteremedi.

1920 yılında Ernest Rutherford da atom çekirdeğinde nötral parçacıklar olabileceğini ileri sürmüştü: Ona göre bu nötr yüklü parçacıklar, birbirine yapışmış bir proton ve elektrondan oluşuyordu ve atomun çekirdeğinde yer alıyordu. Bu nötral parçacıklardan söz etmek için "nötron" sözcüğünü ileri sürdü; ancak bu yapıların varlığını o da deneysel olarak gösteremedi.

Gerçekten de nötronlar, protonlarla beraber atomun çekirdeğinde bulunurlar. Kimyanın erken zamanlarında çekirdekte sadece protonların olduğu tahmin ediliyordu. Fakat çekirdeğin için sadece (+) yüklü protonlar bulunursa bunlar birbirlerini büyük bir kuvvetle iteceklerdi. Bu yüzden protonların yanında, onların bir arada kalmasına yardımcı olacak parçacıkların olduğu tahmin edildi. Bu parçacıkların gerçekten de var olduğunu, Ernest Rutherford'un yanında doktora öğrencisi olarak çalışan James Chadwick, 1932 yılında keşfetmiştir.

Nötronların keşfini mümkün kılan deney düzeneği
Nötronların keşfini mümkün kılan deney düzeneği
Byjus.com

Bunu başarabilmek için, bir polonyum kaynağında ürettiği alfa radyasyonu berilyum tabakasına ateşlemiştir. Böylece yüklü olmayan, penetre edici radyasyon üretmişti. Bu radyasyonu bolca hidrojen içeren bir hidrokarbon olan parafin mum üzerine düşüren Chadwick, protonların saçıldığını gözlemiştir. Bu özgür bırakılan protonların niteliklerini ve diğer atomlarla etkileşimini inceleyen Chadwick, bu parçacıklardan bir kısmının protonlar gibi yüklü olmadığını, ancak proton ile kabaca aynı kütleye sahip olduğunu gözlemiştir. İşte bunlara "nötron" adı verilmiştir.

Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 6
  • Bilim Budur! 3
  • İnanılmaz 1
  • Merak Uyandırıcı! 1
  • Muhteşem! 0
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 0
  • Güldürdü 0
  • Umut Verici! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Sıkça Sorulan Sorular

Elektron, 1897 yılında J.J Thomson tarafından, katot ışınlarının yardımıyla keşfedildi.

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 24/11/2020 10:16:26 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/4963

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Güncel
Karma
Agora
Evrimsel Biyoloji
Evrim Kuramı
Avcı
Nobel Ödülü
Albert Einstein
Psikoloji
Ölümden Sonra Yaşam
Büyük Patlama
İnsanlık
Çekirdek
Türkiye
Skeptisizm
Kitap
Film
Tardigrad
Zehir
Su Ayısı
Makroevrim
Fotoğraf
Cinsiyet
Kuşlar
Ağız Sağlığı
Mikrobiyoloji
Elektrik
Epistemik
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Biyolojik zekanın son derece kısa ömürlü olduğu kanaatindeyim. Eğer ki bir gün yapay zeka ile yüzleşirsek o, yapısı gereği biyoloji-ötesinde olacaktır.”
Martin Rees
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol