Pozitif yüklü bir elektroskobun yaprakları iyice açıktır. Önce topuza negatif yüklü bir cisim yaklaştırıldığında yapraklar biraz kapanıyor, daha sonra aynı cisim topuza dokundurulduğunda yapraklar tamamen kapanıyor.
Bu gözlemlere dayanarak aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?
A) Elektroskobun ilk yük miktarı cismin yük miktarına eşittir
B) Elektroskop son durumda negatif yüklüdür
C) Cisim dokundurulduğunda elektroskoptan cisme elektron geçmiştir
D) Elektroskop son durumda nötrdür
Bu soruyu adım adım inceleyelim ve gözlemlerden hangi sonuçları çıkarabileceğimizi anlayalım.
- Başlangıç Durumu: Elektroskop pozitif yüklüdür ve yaprakları açıktır. Bu, elektroskopta elektron eksikliği olduğu anlamına gelir. Yapraklar, aynı işaretli yükler (pozitif yükler) birbirini ittiği için açıktır.
- Birinci Gözlem (Yaklaştırma): Negatif yüklü bir cisim elektroskobun topuzuna yaklaştırıldığında, yapraklar biraz kapanıyor.
- Negatif yüklü cisim, elektroskobun topuzundaki pozitif yükleri (veya topuza yakın elektronları) çeker.
- Elektroskobun yapraklarındaki serbest elektronlar, çekim kuvveti nedeniyle topuza doğru hareket eder.
- Bu durum, yapraklardaki pozitif yük miktarını azaltır. Yapraklardaki yük miktarı azaldığı için, yapraklar arasındaki itme kuvveti azalır ve yapraklar birbirine yaklaşarak "biraz" kapanır.
- Bu aşamada elektroskop hala pozitif yüklüdür, sadece yük dağılımı geçici olarak değişmiştir.
- İkinci Gözlem (Dokundurma): Aynı cisim topuza dokundurulduğunda, yapraklar tamamen kapanıyor.
- Yaprakların "tamamen" kapanması, elektroskobun o an için nötr hale geldiği anlamına gelir. Yani, elektroskobun yapraklarında ve topuzunda net bir yük kalmamıştır.
- Bu durum, cisimden elektroskoba elektron geçişi olduğunu gösterir. Elektroskop başlangıçta pozitif yüklüydü (elektron eksikliği), cisim ise negatif yüklüydü (elektron fazlalığı). Temas anında, cisimdeki fazla elektronlar elektroskoba geçerek elektroskobun pozitif yüklerini dengelemiştir.
Şimdi seçenekleri bu gözlemler ışığında değerlendirelim:
- A) Elektroskobun ilk yük miktarı cismin yük miktarına eşittir
- Yaprakların tamamen kapanması, elektroskobun nötr hale geldiğini gösterir. Pozitif yüklü bir elektroskobun, negatif yüklü bir cisimle temas ettiğinde nötr hale gelebilmesi için, elektroskobun başlangıçtaki pozitif yük miktarının büyüklüğü, cismin negatif yük miktarının büyüklüğüne eşit olmalıdır.
- Eğer cismin negatif yük miktarı daha fazla olsaydı, elektroskop önce nötrleşir, sonra negatif yüklenir ve yapraklar tekrar açılırdı.
- Eğer cismin negatif yük miktarı daha az olsaydı, elektroskop daha az pozitif olurdu ama nötrleşmezdi, dolayısıyla yapraklar tamamen kapanmazdı.
- Bu nedenle, yaprakların tamamen kapanması, yük miktarlarının büyüklük olarak eşit olduğunu kesinlikle gösterir. Bu ifade doğrudur.
- B) Elektroskop son durumda negatif yüklüdür
- Eğer elektroskop son durumda negatif yüklü olsaydı, yapraklar tamamen kapandıktan sonra tekrar açılırdı. Oysa gözlemde yaprakların sadece tamamen kapandığı belirtilmiştir. Bu ifade yanlıştır.
- C) Cisim dokundurulduğunda elektroskoptan cisme elektron geçmiştir
- Elektroskop pozitif yüklü (elektron eksikliği), cisim negatif yüklü (elektron fazlalığı). Temas halinde, elektronlar fazla olduğu yerden (cisimden) eksik olduğu yere (elektroskoba) doğru hareket eder. Dolayısıyla, elektronlar cisimden elektroskoba geçmiştir. Bu ifade yanlıştır.
- D) Elektroskop son durumda nötrdür
- Evet, yapraklar tamamen kapandığında elektroskop nötrdür. Ancak bu, gözlemin kendisinin bir yorumudur. Soru, bu gözlemlere dayanarak *ne söylenebilir* diye soruyor. Elektroskobun nötr olması, A seçeneğindeki yük miktarlarının eşitliği sonucunu doğurur. A seçeneği, bu nötrleşmenin nedenini ve yükler arasındaki ilişkiyi açıklayan daha derin ve doğrudan bir çıkarımdır.
Cevap A seçeneğidir.
