Atom Fiziği Nedir?

Atom fiziği nedir sorusu sizi korkutmasın. Ayrıntılı ve kapsamlı bir şekilde anlatıldığında atom fiğinin anlaşılması hiç de zor değildir. En kısa haliyle tanımlamak gerekirse, atomu ve çekirdeklerini inceleyen fiziğin alt dalına atom fiziği denir. Atomu oluşturan bütün özellikler atom fiziğinin konusudur. Atomun yapısı ve içeriği kimya biliminin konusudur.

Ama bir enerjiye ve iyonlaşma özelliğine sahip olduğu için, atom aynı zamanda fizik biliminin de alt dallarından birisidir. Atomun özellikleri keşfetmek birçok farklı alanda teknolojiye hizmet eder. Bu yüzden atom fiziğindeki gelişmeler genel olarak insanlık tarihi için de büyük bir önem arz eder.

Atom Nedir?

Atom fiziğinin temel konusunu oluşturan atom, ilk çağda Democritus adlı filozof tarafından adlandırılmıştır. Kelime anlamı bölünemezdir ve bütün maddelerin en küçük yapıtaşı demektir. Atomun temel parçaları ise çekirdek, nötron, proton ve elektronlardır. Bunlardan nötronların pozitif veya negatif herhangi bir değeri ya da yükü yoktur. Protonlar ise pozitif yüklüdür. Çekirdeğin etrafını çevreleyen nötronlar ise negatif yüklü olarak bilinir.

Hemen hemen çoğu atom için elektron ve proton sayısı eşit olduğu için atomların genel bir değeri ya da yükü olmadığı kabul edilir. Ancak bu denge bozulduğu ve atomun içerisindeki nötron ya da elektronlar başka elektronlarla ilişkiye girdiğinde iyonlaşma denilen olay meydana gelir. Bilim dünyasındaki teknolojik gelişmelerin temelinde yer aldığı için iyonlaşma çok önemlidir.

Atom Fiziğinin Alt Konuları

Atomu kısaca tanımladıktan sonra, atom fiziğinin alt konularını ise şu şekilde sıralamamız mümkündür:

• Atomun özellikleri
• Atom ve moleküllerin yapıları
• Atomun etkileşimleri
• Atomun hangi enerji seviyesine sahip olduğu
• Atom altı parçacıkları
• Atomun ışımaları
• Fotoelektrik olayları
• Foton ve özellikleri

Bütün bu konular günümüzde aklınıza bile gelmeyecek kadar geniş bir alanda uygulama alanına sahiptir. Atom fiziğinin alt konularının nelerle ilgili olduğuna bakarsa bu alanın ne kadar geniş kapsamlı olduğunu daha iyi anlayabiliriz.

Atom Fiziği Uygulama Alanları

Her yerde karşınıza çıkan ve kendiliğinden açılıp kapanan otomatik kapıların atom fiziği sayesinde geliştirildiğini biliyor muydunuz? Peki ya lazer ya da fotoselli lambaların. Savunma, ulaştırma, savaş sanayileri, tıpta geliştirilen yenilikler ve buna benzer pek çok alan atom fiziğindeki ilerlemelerden faydalanır. Atom fiziği hayatımızı kolaylaştıran pek çok şeyin kaynağı olmuştur.

İnovasyon Nedir? - İnovasyon Hakkında Merak Edilenler

Mesela lazer tedavisi ya da radyasyon olmasaydı bugün tıbbın ne durumda olacağını bir düşünelim. Bugün pek çok hastalığın erken teşhisinde ve tanısında radyasyonun yeri tartışılmazdır. Röntgen çekme teknolojisi de atom fiziğinin bize sunduğu ürünlerden birisidir. Atom fiziğinin nerelerde kullanıldığını ve uygulama alanlarını tanıdıktan sonra atom fiziğinin alt konuları ve temel sorularına biraz daha yakından bakabiliriz.

Atom Fiziği Nelerle Uğraşır?

Atom fiziğinin konusunu atom olarak belirlemiştik. Ancak atom sadece bir birim olarak aslında kimyanın konusudur da demiştik. Atomu fiziğin konusu yapan ise enerji ve iyonlaşma diye de belirtmiştik. Şimdi enerji konusuna biraz daha yakından bakarsak atom fiziğinin tam olarak hangi alanla ilgilendiğini biraz daha yakından anlayabiliriz. Enerji günlük hayatımızdan da düşürsek bir çeşit iş yapma gücü demektir.

Bütün işler için belirli miktarda bir enerji gereklidir. Farklı enerji türleri bulunur ve bunlar birbirine çevrilebilir. Ayrıca var olan enerji asla yok olmaz ve yoktan enerji var edilmez. Bu da fiziğin temel yasalarından birisi olan enerjinin korunumu yasasıdır. Atom çekirdeğinin hemen etrafında kendi yörüngesinde dönen elektronlar büyük bir enerji kaynağıdır. Bu da atomun bir fizik konusu haline gelmesinin temel sebebidir.

Elektron Yörüngeleri

Atom çekirdeğinin etrafında elektronların kendi yörüngesi olsa da bunlar asla sabit bir yörünge değildir. Yani çekirdek ve etrafından dönen elektronlar asla güneş sistemi gibi düzenli bir sisteme benzetilmemelidir. Elektronların çekirdek etrafında yer almaları belirli enerji tabakalarına bağlı olarak değişir. Bir elektron çekirdeğe ne kadar yakına enerji seviyesi de o derece düşüktür.

Çekirdekten uzaklaşmaları ise daha fazla enerji ile yüklenmeleri demektir. İşte zaten atom fiziğini bu kadar önemli bir araştırma alanı ve bilim dalı yapan da bu muhteşem enerjidir. Elektronların enerji seviyeleri zaman zaman değişebilir. Herhangi bir sebepten dolayı enerji miktarı artan bir elektron farklı bir yörüngeye geçebilir. Elektronlar ve çekirdekten oluşan atom sistemini, güneş sisteminden ayıran temel fark da bu değişen enerji düzeyidir.

Kendi İcatlarıyla Ölen 8 Bilim Adamı

Radyasyon Nasıl Oluşur?

Yukarıda radyasyonun da atom fiziğinin bir ürünü olduğunu söylemiştik. Bir elektron kazandığı bir enerji yüzünden farklı bir yörüngeye geçerken bir çeşit elektromanyetik bir dalga yayar. Bu dalga da aynı zamanda radyasyonun salınmasına yardımcı olur.

Bu radyasyonun enerjisi, elektronun yörünge değiştirirken ki değişen enerji miktarı kadardır. Ama bu miktar hiç de azımsanacak bir miktar değildir. Radyasyon dışında kullandığımız teknolojik aletlerin daha iyi çalışmasının da alt yapısını oluşturabilir.

Kimyasal Özellikler ve Elektronlar

Bazı maddeler iletken bazıları ise yalıtkan olarak tanımlanır. Bu tanımlamalar bu maddelerin ışık, ısı ya da elektriği iletme ve iletmeme özelliklerine göre değişir. Bu özellikler ise çeşitli maddelerde bulunan serbest elektron sayısına göre değişir. Serbest bir elektron genelde atom çekirdeğine en uzak seviyede bulunur. Farklı atomların serbest elektronları etkileşime girebilir. Bu da çeşitli maddelerin iletkenlik seviyesi üzerinde etkilidir.

Elektronların etkileşimi olayına genel olarak iyonlaşma ismi verilir. İyonlaşma dezenfeksiyon, alev denetimi gibi konularda uygulama alanına sahiptir. Ayrıca çeşitli makinelerin çalışmalarındaki aksaklıklar da iyonlaşma ve radyoaktiviteden kaynaklı olabilir. Radyoaktivite atomdaki proton sayısının nötron sayısını aşması ile ilişkilidir. Bu konu da atom fiziğinin uygulama alanlarının en önemlilerinden birisidir.