Kuantum Fiziği Tarihi

AYŞE ARSLAN3 KA S I M 2 0 1 6

u2.lege.net

Kuantum Fiziği Nedir? Evreni anlama çabalarından doğan fizik bilimini üç bölümde inceleyecek olursak;• Klasik fizik• İhtimal kanunları • Kuantum fiziği karşımıza çıkar.

1. Morötesi felaket 2. Fotoelektrik etki 3. Atom kararlılığı kavramlarını açıklamada klasik fizik yetersiz kalınca kuantum fiziği devreye girmiştir.

Bu sunuda, kuantum fiziğinin;fiziğin temel ilkelerinin (nedensellik) mikro âlemde geçersizliğinin fark

edilmesinden nasıl doğduğunun kronolojisine değinilecektir.

Kuantum Fiziği Tarihi1897

PIETER ZEEMAN & JOHN JOSEPH THOMSON

Zeeman ;Işığın bir atom içindeki yüklü parçacıkların enerji değişimlerinden kaynaklanan hareketi sonucu tayf oluşturduğunu buldu.

Thomson‘un da elektronu keşfetmesi kuantum fiziğinin öncü keşiflerden biri oldu.

Kuantum Fiziği Tarihi

• Kara Cisim IşımasıEvrendeki her cisim ya da parçacığın enerjisine (*) (sıcaklığına) bağlı olarak yapmış olduğu elektromanyetik ışık salınımını görüşünü öne süren Planck, 1900 yılında kuantum mekaniğini keşfetmiştir.Işığın dalga boyu kısalırken enerjisinin sürekli artması gerekiyordu. Planck, burada enerjinin sonsuza ulaşamadığını fark ederek, kesikli enerji düzeyleri kavramını ileri sürmüştür.(Enerji Kuantası 1918 Nobel Fizik Ödülü)

1900MAX KARL ERNST LUDWİG PLANCK

(*) Mutlak sıfır sıcaklığından yüksek sıcaklıktaki her cisim ısı yayar.

1905ALBERT EINSTEIN

• Planck’ın teorisini de doğrular nitelikteki bu çalışma, 1905 yılında Einstein’ın fotoelektrik etki ve foton kavramını öne sürmesi ile sonuçlanmıştır.• Önceleri parça ya da dalga olarak nitelendirilen ışığa,

elektromanyetik etki sayesinde gözlemlenebilen foton adı verilen enerji paketleri kavramını öne sürmüştür.• Fotoelektrik etki ise; üzerine ışık düşürülen bazı

maddelerin elektron salmalarını gerektirdiğini ancak parlak ışıklarda salınan elektronların enerjilerinin artmayıp cisim tarafından soğurulduğunu fark etmesi önemli bir buluştu.

(1921 Nobel Fizik Ödülü)

Kuantum Fiziği Tarihi

Düşük yoğunluktaki bir gazın atomlarına elektron fırlatarak flüorışı (Floresans) mekanizmasını açıklayarak nobel fizik ödülü kazanmışlardır.Bu elektron saçılım deneyi sayesinde, Bohr atom modelinin doğruluğu ıspatlanmıştır.

1925 NOBEL FİZİK ÖDÜLÜ

Kuantum Fiziği Tarihi1914

JAMES FRANK & GUSTAV LUDWİG HERTZ

COMPTON OLAYI

• Işık bir dalga doğasının anlamlandırıldığı dönemlerde, ışığın hem dalga hem parçacık olabileceği fikrini kabullenmek zaman gerektirecekti.• Compton’un, elektromanyetik

radyasyonun parçacık doğasını açıkladığı «Compton etkisi» bu biliminsanına Nobel Fizik Ödülü kazandırmıştır.

Kuantum Fiziği Tarihi1923

Arthur Holly COMPTON

Kuantum Fiziği TarihiDiğer Önemli Gelişmeler:1924:SATYENDRA NATH BOSE &ALBERT EINSTEIN90’lı yıllarda deneysel olarak gerçekleştirilen bu çalışmada; yoğuşmuş atom kümesinin tek bir dalgadan oluşan tek bir cisim davranışı gösterdiği görülmüştür.

1926:ERWIN SCHRÖDINGERKuantum fiziğine «dalga mekaniği» kavramını getirmiştir. Önemli bir düşünce deneyi geliştirmiş ve bunu kuantum fiziğine uyarlamıştır. Bir kutuya bırakılan kedi hem ölü hem diri olabileceği bir ortamda gözlemlendiğinde ya ölüdür ya da diri olabilir, ikisi aynı anda olamayacağını belirtiyor.

1926: ENRICO FERMI &PAUL A.M.DIRACFERMİ İsstatistikten katı hal fiziğine geçmeye çalışarak, parçacıkların sayımı için yeni yöntem gereksinimlerinden bahsetti.DIRACRölativistik kuramı ortaya koydu. Kuramın tutarsızlıkları ilerleyen dönemlerde açıklanmaya çalışıldı.

1927:WERNER HEISENBERGBelirsizlik ilkesi’ne göre hızı kesin olarak belirlenebilen bir atomun bulunduğu konum belirlenememektedir.

Kuarkların varlığı 1969 yılında deneysel olarak kanıtlanmıştır.

1970’li yıllarda «Standart model»in temelleri atıldı.

1990’lı yıllarda Bose-Einstein yoğuşması deneysel olarak gerçekleştirildi.

Kuantum Fiziği TarihiKUANTUM FİZİĞİNİN GARİP SÖYLEMLERİ 

Üstüste Gelme (Süper Pozisyon İlkesi)Her biri farklı uyarıcılardan gelen dalgaların birlikte toplamıdır.

Tünelleme (Friedrich HUND)Klasik fizikte atılan bir topun duvarı geçememesi durumu vardır, radyoaktivite olgusunu açıklaması bakımından önemlidir.

Schrödinger Denklemi (Edwin SCHRÖDINGER)Bir kutuda gözlemlenen kedi aynı anda hem ölü hem diri olamaz.

De Broglie Dalgası (De BROGLIE)Elektromanyetik ışımada, hem parçacık hem dalga özelliğinin aynı anda gözlenemeyeceği durumudur.

Belirsizlik İlkesi (Werner HEISENBERG)Bir cismin momentumu ve bulunmuş olduğu konum aynı anda kesin olarak ve tam doğrulukla ölçülemez, gözlemlenemez.

GÜNÜMÜZDE KUANTUM

FİZİĞİ1964 yılında Peter HIGGS tarafından bir problemin çözümü için önerilen Higgs bozonunun keşfi, içinde buluduğumuz yüzyılın önemli keşiflerindendir.Bu keşif, evreni oluşturan parçacık ve kuvvetlerin ilişkisini açıklaması bakımından önem taşmaktadır.

Kuantum Fiziği Tarihi

Cern'de Tevatron ve Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nın işbirliği ile

keşfedilmiştir.

Kaynaklar1.Sevinç, K., (2011). Kuantum Fiziği Bağlamında Din – Bilim

İlişkisi. Yükseklisans Tezi, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Felsefe ve Din Bilimleri Anabilim Dalı, Çanakkale.

2.Topdemir, H.G. ve Unat, Y. (1992) Bilim Tarihi. Ankara: PEGEM.3.Ronan, C. A., (2003) Bilim Tarihi. Ankara:TÜBİTAK Akademik

Dizi. 4.Kuantum Fiziği Şenyel, M. & Aybek, A.Ş. http://

w2.anadolu.edu.tr/aos/kitap/IOLTP/2279/unite03.pdf5.Büyük Bilim Ansiklopedisi (2014, 03 Aralık ) http://

www.muhendisforum.net/index.php?topic=511.06.Görseller (https://tr.wikipedia.org/) adresinden alınmıştır.