Rutherford Atom Modeli

Oca 06 2008

Rutherford Atom Modeli

(0 Oy)

GenBilim Editor

Pazar, 06 Ocak 2008

Okunma: 1809 kez

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 büyküklükleri açısından birbirlerine benzerler. Bütün bu farklılıklar Rutherford atom
modelinin eksik taraflarıdır.