Atom çekirdeği ve etrafında dönen elektron arasında, çekirdeğin büyüklüğüne kıyasla devasa bir boşluk bulunuyor. Çekirdeğin boyutunu 1 metre büyütebilseniz en yakın yörüngedeki elektron yaklaşık 320 metre ötede dönerdi. Yani bir atomun %99'undan çok daha fazlası boşluklardan oluşuyor diyebiliriz. Yoksa diyemez miyiz?
Atomun doğasını, Güneş Sistemindeki dönen gezegenler gibi düşünemeyiz. Aslında ilk atom modeli anlayışı tıpkı bu şekilde düşünülmüştü. Bohr atom modeline göre; elektronların açısal momentumları vardı ve bu sayede protonla zıt elektrik yüklerine sahip olmasına rağmen, elektron çekirdeğine düşmüyordu (zıt kutuplar normalde birbirlerini çekerler). Bohr işin içine Planck Sabiti değerini de katarak yörünge hesaplamalarını yapabildi h/2pi (birinci orbit), 2xh/2pi (ikinci orbit), (üçüncü orbit) 3xh/2pi....
Fakat sonradan anlaşıldı ki, elektronlar hem parçacık hem de elektromanyetik dalga hareketi yapıyorlardı (tıpkı fotonlar gibi). Yani mantığımızı Newton mekaniğine göre değil kuantum mekaniğine göre geliştirmeliydik. Elektron dalga hareketi yapabiliyorsa üç boyutlu uzayda herhangi bir yerde olabilirdi. Ünlü Alman fizikçi Heisenberg "Belirsizlik İlkesi" ile bu durumu bize açıklayabilmiştir "bir parçacığın momentumunu ve konumunu aynı anda ve aynı kesinlikte bilemezsiniz". Sonuç olarak şu anlaşıldı ki, elektronlar çekirdek etrafında Bohr'un açıkladığı gibi sabit bir yörüngede değildi. Elektronların alabileceği momentum değerlerinin toplamı momentum genliği ve konumlarının alabileceği değerlerin toplamı da konum genliğini oluşturuyordu. Bu duruma göre elektronun yörünge çapı h/4pi'den küçük olamazdı, yani elektronlar sabit bir yörüngede değil, ancak çekirdeğe en yakın ve en uzak olabileceği alanlarda yörüngemsi bir hareket sergiliyordu.
Tam bir daire olmayan yörünge yerine değişken yörünge alanları da boşluğu açıklamaya yetmez. Elektronlar bu sınırlı alan yörüngelerinin tamamını sürekli doldurur ve çekirdeğin etrafında bulutumsu bir görüntü oluşturur. Bu durum süperpozisyon ile açıklanır ve çekirdeğin etrafında aslında sürekli olasılık bulutları oluşturur.
Sonuç olarak; kuantum fiziği bize atomların sandığımız gibi %99 boş alana sahip en küçük yapı taşı olmadıklarını ispat etmiştir. [1]
Kaynaklar
- Kozan Demircan. Kuantum Mekaniğinde Atomlar Neye Benziyor? » Kozan Demircan. (1 Ağustos 2020). Alındığı Tarih: 3 Aralık 2023. Alındığı Yer: Kozan Demircan | Arşiv Bağlantısı
