J.J. Thomson’ın atomla ilgili çalışmaları ve görüşleri

Sponsorlu Bağlantılar

J.J. Thomson’ın atomla ilgili çalışmaları ve görüşleri ve fikirleri nelerdir, hakkında bilgi

Sir Joseph John Thomson (bilinen adıyla J. J. Thomson) (d. 18 Aralık 1856 – ö. 30 Ağustos 1940). İngiliz fizikçi. Elektronu, izotopları ve kütle spektrometresini keşfetmiştir.
Joseph John Thomson İskoç bir aileden, 1856’da Cheetham Hill, Manchester’da dünyaya geldi. Owens Koleji’nde mühendislik okumaya başladıktan bir süre sonra Trinity Koleji, Cambridge’e geçti. 1880’de matematik derecelerini aldı. 1884’te Cavendish’te fizik profesörlüğü ünvanını aldı. Öğrencilerinden biri daha sonra koltuğuna oturacak olan Ernest Rutherford’du. 1890’da Cambridge’de fizik alanında regius profesörü olan Sir George Edward Paget’nin kızı Rose Elisabeth Paget ile evlendi. Rose’dan, George Page Thomson adında bir oğlu ve Joan Page Thomson adında bir kızı oldu. Oğlu daha sonra elektronun dalga benzeri özelliklerini keşfederek Nobel Ödülü alarak ünlü bir fizikçi oldu.

Thomson’ın ikinci deneyi

1906’da elektronu bulduğu için Nobel Fizik Ödülü’nü aldı. 1908’de şövalye ünvanı aldı ve 1912’de Order of Merit’e davet edildi. 1914te Oxford Üniversitesi’nde “atom kuramı” üzerine bir ders verdi. 1940’ta vefat etti ve Westminster Abbey’de Isaac Newton’a yakın bir yere gömüldü.
Thomson Atom Modeli: Üzümlü kek modeli olarak da bilinir. Thomson ; Atomun Proton adı verilen artı yüklü maddeden oluştuğunu ve elektronların bu artı madde içinde (hareketsiz olarak) gömülü olduklarını ileri sürmüştür.

Thomson Atom Modeli

1897 yılında, İngiliz bilim adamı J. J. Thomson bir atomun daha küçük parçalardan oluştuğunun ipuçlarını verdi. Thomson üzerinde çalıştığı deneyler ve gözlemler sonucunda atomların eksi yüklü elektronları ve bunları dengeleyecek artı yüklü tanecikleri içerdiği sonucuna vardı.Thomson’un buna uygun olarak geliştirdiği atom modeli üzümlü keke benzer: Üzümlü kekin keki oluşturan malzemesi artı yükü, üzümleri de eksi yüklü elektronları temsil eder. Yanlış ve eksik olan bu model, daha sonra Rutherford, Bohr ve diğerlerince değiştirilmiş; kuvantum mekaniğinin gelişimiyle de bugünkü hâlini almıştır.
Thomson değişik gazlarda yapmış olduğu deneylerle her atomun elektron yükünün kütlesine oranını hesaplayarak elektronu keşfetmiştir. Elektron veren atomun artı (+, pozitif) yüklü olacağını ispatlamış, atom içerisinde proton ve elektronun homojen olarak dağıldığını tanımlamıştır, Bu yüzden bu modele üzümlü kek modeli de denilmektedir. Rutherford Atom Modeli ile proton ve elektronun homojen dağıldığı ilkesi çürütülmüştür:

1. Atom artı yüklü maddeden oluşmuştur.
2. Elektronlar bu artı madde içinde gömülüdür ve hareket etmezler.
3. Elektronların kütleleri çok küçüktür bu yüzden atomun tüm kütlesini bu artı yüklü madde oluşturur.

Havası alınmış tüplerin iki ucuna yerleştirilen elektrotlara (katot ve anot) yüksek gerilim uygulandığında katottan anoda doğru ışınların yayıldığını ve bu ışınların manyetik alanda da pozitif kutbun etkisiyle sapmaya uğradığını tespit etmiştir. Katot ışınları adı verilen bu ışınlar negatif elektrikle yüklüydü.Thomson, bu ışınların sapmalarından yararlanarak yük/kütle oranlarını hesapladı. Bu oran, iyonların ölçülen yük/kütle oranlarına göre çok büyüktü.Bu sonuca göre katot ışını birimleri
negatif yüklü, çok küçük kütleli atom içi parçacıklardı. Atomda negatif (-) yüklü parçacıklar olduğuna göre pozitif (+) yüklü parçacıklarda, yani protonlarda olmalıydı.
Bu tespitlerden sonra Thomson atomda (+) ve (-) yüklü parçacıkların var olduğunu ve bunların atomda rasgele dağıldığını ifade etmiştir. Rasgele dağılmayı da üzümlü kek örneğiyle izah etmiştir.
Thomson elektrik deşarj tüpleriyle yaptığı çalışmaların sonucunda, maddenin yapısında elektrikle yüklü taneciklerin varlığını saptamıştır. Yaptığı deneylerde tüm maddelerde negatif (-) yüklü taneciklerin (elektronların) varlığını gözlemiştir. Maddenin nötr yapıda olmasından dolayı (-) yüklü taneciklere eşit sayıda (+) yüklü taneciklerin de olması gerektiğini ileri sürmüştür. Atomun yapısında (+) ve (-) yüklü taneciklerin yani proton ve elektronun bulunduğunu belirten ilk modeldir.
Thomson atom modelinin varsayımları şunlardır:

1. Atomlar küre biçimli olup yapı çapları yaklaşık 10-10 m dir.
2. Atomlar elektriksel olarak nötrdür. Yani, atomdaki proton ve elektron sayıları birbirine eşittir.
3. Elektronlar atom içinde homojen olarak dağılmıştır.
4. Elektronların kütlesi, protonların kütlesine göre çok küçüktür. Bu nedenle atom kütlesinin büyük çoğunluğunu protonlar oluşturur.

Elektronun Keşfi
Maddenin yapısına ilk olarak modern yaklaşım Thomson’un katot ışınlarını inceleyerek elektronun keşfi ile başlar. Thomson : elektriksel gerilim uygulanan katot ışınları tüpünde katot ışınların negatif kutup tarafından itildiğini pozitif kutba doğru çekildiğini tespit etti.
Aynı cins elektrik yüklerinin bir birini itmesi ve farklı yük elektrik yüklerinin birbirini çekmesi nedeniyle Thomson katot ışınlarının negatif elektrik yüklerinden olduğu sonucu çıkardı.
Thomson deneyinde katot için farklı madde kullandığında ve deney tüpünün farklı gazla doldurulduğunda da katot ışınlarının aynı davranışta bulunduğunu gördü. Böylece elektronun maddenin cinsinin karakteristik bir özelliği olmadığını bütün atom cinsleri için elektronun her birinin aynı olduğunu neticesini ortaya koydu.Elektron negatif yüklü olduğundan elektriksel alanda pozitif kutba doğru saparlar. Elektriksel alandaki bu sapmalar taneciğin yükü (e)ile doğru, kütlesi(m) ile ters orantılıdır. Yükün kütleye oranı (e/m) bir elektrik alanı içinde elektronların doğrusal yoldan ne kadar sapacağını gösterir.

Protonun Keşfi
Katot tüpleriyle elektron elde edildiği gibi, elektrik deşarj (boşalma ) tüpleri ile de pozitif iyonlar elde edilir. Bu tüplerde uygulanan yüksek gerilim sonucunda atomdan elektronlar koparılarak pozitif iyonlar oluşturulur. Oluşan bu pozitif iyonlar bir elektriksel alanda elektronun ters yönünde hareket ederek negatif elektrota (katota) doğru ilerler. Bu iyonların büyük bir kısmı hareketleri sırasında ortamdaki elektronlara çarparak nötral atomlar oluştururlar. Çok az bir kısmı ise yollarına devam ederek katota erişirler. Eğer ortası delikli bir katot kullanılırsa , pozitif parçacıklar delikten geçerler. Bu ışınlara pozitif iyonlar yada kanal ışınları denir.
Pozitif iyonlar için e/m nin saptanmasında katot ışınlarının incelenmesinde kullanılan yöntemin hemen hemen aynısı kullanıldı. Katot ışınlarında katot maddesi ne olursa olsun elde edilen ışınların e/m oranı hep aynı bulunmuştu. Oysa pozitif ışınlarda elde edilen e/m oranı tüpteki gazın oranına göre farklı olduğu bulundu.

J. J. Thomson’un atom ile ilgili fikirleri nedir?

J.J. THOMSON ve ASTON (1919), kütle spektrografı metoduyla yaptıkları denemeler neticesinde, o zamana kadar basit olarak düşünülen bir çok cisimlerin gerçekte atom ağırlıkları farklı cisimlerin karışımı olduklarını meydana koymuşlardır. Bu suretle daha önce radioelementler hakkında SODDY’nin bulmuş olduğu izotopluk kavramı âdi elementler halinde de meydana konulmuştur. Bu izotoplar çekirdeklerinde aynı sayıda proton içerirler. Yani Z leri aynıdır Mendeleyeff cetvelinde aynı yeri işgal ederler, kimyasal özellikleri aynıdır, ancak fiziksel özellikleriyle fark edilirler. O halde izotop atomlarının çekirdeklerinde aynı sayıda protona karşılık farklı sayıda nötron vardır. Böylece klorun 35,46 atom tartısı bir ortalama atom tartısıdır ve atom tartıları 36 ve 37 olan iki izotopun 3/1 oranında karışımından ibarettir. İzotopları atom tartılarının tam sayılara eşit olmasının ispatıyla, Prout’un tam sayılar hipotezi yüzyıl sonra denel olarak gerçekleşmiştir. Klor halinde Z = 17 dir. O halde atom tartısı 35 olan klor çekirdeğinde 17 proton ve 35 – 17 = 18 nötron ; 37 izotopunda ise 17 proton ve 37 – 17 = 20 nötron olacaktır. Atomlar nötr olduklarından, bunların çekirdek dışlarında da 17 şer elektronları bulunur. Çekirdeklerin kütleleri proton ve nötronunkinin tam katlarından ibaret olmalıdır. Halbuki çekirdeklerin kütleleri, kendilerini teşkil eden proton ne nötronların kütleleri toplamından, pek az da olsa, daima daha küçük bulunmuştur. Bu kütle noksanlığının, tanecikler birleşirken Einstein’ın E = mc2 ilişkisine göre bir miktar enerji kaybetmelerinden ileri geldiği tespit edilmiştir. Bir çekirdeğin sağlamlığının bu kütle noksanlığının fazlalığıyla arttığı görülmüş ve çekirdekler buna göre bir sınıflandırmaya tabi tutulmuştur. Ağır ve çok hafif çekirdeklerin kararsız, orta ağırlıktakilerin ise en sağlam oldukları görülmüştür. Nitekim çok ağır atomlu olan çekirdekler tabiî radioaktiftir ve kendiliklerinden parçalanırlar.

J.J. Thomson’ın atomla ilgili görüşleri ( Düşünceleri ve Çalışmaları )

 Thomson Atom Modeli: Üzümlü kek modeli olarak da bilinir. Thomson, Atomun Proton adı verilen artı yüklü maddeden oluştuğunu ve elektronların bu artı madde içinde (hareketsiz olarak) gömülü olduklarını ileri sürmüştür.Aldığı ödüller 1.Kraliyet Madalyası (1894) 2.Hughes Madalyası (1902) 3.Nobel Fizik Ödülü (1906) 4.Copley Madalyası (1914)
Sponsorlu Bağlantılar

Doğal afetlerden korunmak için neler yapmalıyız

Sonraki Sayfa »

Türkiye’de spor dalinda başarili olan ünlü kişiler, dünyada tanınan türk sporcular kimlerdir

Yorum Yaz

E-posta hesabınız yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Current ye@r *