⚛️ Atom Fiziğine Giriş
Atom fiziği, atomların yapısını, özelliklerini ve birbirleriyle etkileşimlerini inceleyen bir fizik dalıdır. Günümüzde teknolojinin temelini oluşturur ve modern fiziğin en önemli konularından biridir.
- 💡 Atomun Yapısı: Atomlar, çekirdek ve bu çekirdek etrafında dönen elektronlardan oluşur. Çekirdek, proton ve nötronlardan meydana gelir.
- ⚡ Elektronlar: Atomun kimyasal özelliklerini belirleyen temel parçacıklardır. Çekirdek etrafında belirli enerji seviyelerinde (orbitallerde) bulunurlar.
- ➕ Protonlar: Çekirdekte bulunan pozitif yüklü parçacıklardır. Atomun hangi elemente ait olduğunu belirler.
- neutr Nötronlar: Çekirdekte bulunan yüksüz parçacıklardır. Atomun kütlesini etkilerler.
☢️ Radyoaktivite
Radyoaktivite, bazı atom çekirdeklerinin kendiliğinden parçalanarak enerji ve parçacık yayması olayıdır. Bu olay, kararsız atomların daha kararlı hale gelme sürecidir.
- alpha Alfa (α) Bozunması: Çekirdekten bir helyum çekirdeği (2 proton ve 2 nötron) atılmasıdır. Atom numarası 2, kütle numarası 4 azalır.
- beta Beta (β) Bozunması: Çekirdekteki bir nötronun protona dönüşmesi ve bir elektron (β-) veya bir protonun nötrona dönüşmesi ve bir pozitron (β+) yayılmasıdır.
- gamma Gama (γ) Işıması: Çekirdek, fazla enerjisini elektromanyetik dalga (foton) şeklinde yayar. Atom numarası ve kütle numarası değişmez.
💡 Bohr Atom Modeli
Bohr atom modeli, atomun yapısını açıklamada önemli bir adımdır. Elektronların çekirdek etrafında belirli enerji seviyelerinde döndüğünü ve enerji soğurarak veya yayarak bir seviyeden diğerine geçebildiğini öne sürer.
- 💫 Enerji Seviyeleri: Elektronlar, çekirdek etrafında belirli enerjiye sahip yörüngelerde bulunur. Bu yörüngelere enerji seviyeleri denir.
- photon Foton Emisyonu/Soğurması: Bir elektron yüksek enerji seviyesinden düşük enerji seviyesine geçtiğinde foton yayar (emisyon). Tersi durumda, foton soğurarak (absorpsiyon) daha yüksek enerji seviyesine geçer.
- 📐 Bohr'un Postulatları:
- Elektronlar çekirdek etrafında sadece belirli yörüngelerde dönebilirler.
- Bu yörüngelerde dönerken enerji yaymazlar.
- Bir yörüngeden diğerine geçiş yaparken enerji farkı kadar foton yayarlar veya soğururlar.
🧪 Çözümlü Sorular
Soru 1:
Bir hidrojen atomunda, elektron n=3 enerji seviyesinden n=2 enerji seviyesine geçtiğinde yayılan fotonun enerjisi kaç eV'dir? (Hidrojen atomunun enerji seviyeleri: $E_n = -\frac{13.6}{n^2} eV$)
Çözüm:
Enerji farkını bulalım:
$ΔE = E_2 - E_3 = -\frac{13.6}{2^2} - (-\frac{13.6}{3^2}) = -3.4 + 1.51 = -1.89 eV$
Yayılan fotonun enerjisi 1.89 eV'dir.
Soru 2:
Radyoaktif bir elementin yarılanma ömrü 10 yıldır. Başlangıçta 100 gram olan bu elementten kaç yıl sonra 25 gram kalır?
Çözüm:
Yarılanma ömrü, maddenin yarısının bozunması için geçen süredir.
* 10 yıl sonra: 50 gram
* 20 yıl sonra: 25 gram
Cevap: 20 yıl sonra.
Soru 3:
Alfa bozunması geçiren bir atomun atom numarası ve kütle numarası nasıl değişir?
Çözüm:
Alfa bozunması, çekirdekten bir helyum çekirdeği (2 proton ve 2 nötron) atılmasıdır. Bu nedenle:
* Atom numarası 2 azalır.
* Kütle numarası 4 azalır.
