Adım Adım Atom'a..

            Democritos M.Ö. 400’lü yıllarda atomu şu sözlerle ifade etmişti; bir elmayı alın ve bir bıçakla ikiye bölün, böldüğünüz yarımlardan birisini alın ve tekrar ikiye bölün. Bölme işlemine bu şekilde devam ederken en sonunda o kadar küçük bir parçaya ulaşacaksınız ki bu parça bölünemeyecektir.  İşte bu bölünemeyen parçaya atom demiştir Democritos.

            Tabiî ki bilinen bu dönemde atom hızlıca kabul görmüş bir kavram değildi. İnsanlar atomun varlığına inanmak için 2000 yıldan biraz daha fazla bir süre bekleyecekti. Ardından 1800’lü yıllarda John Dalton yaptığı deneylerle atoma ilişkin ilk verileri elde edecekti. Tabi bunlar sadece atomun varlığına ilişkin değil aynı zaman da elementler ve bileşiklerde atomların nasıl olduğu ile de ilgiliydi (örn: Bir elementin bütün atomları aynı proton sayısına sahiptir.).

            Artık atomla ilgili verilerin gerisi gelecekti tabiî ki. Hatta Democrritos’tan o zamana kadar gelen atomun bölünemeyeceği yargısı da değişmeye başlayacaktı. Çünkü John Joseph Thomson atomun bir alt parçacağı olan elektronu keşfedecekti (1887). O, atomu küre şeklinde ve pozitif yüklü olarak nitelendirirken, elektronları da bu küreye gömülü negatif tanecikler olarak belirtti. Bu düşüncesini ise üzümlü kek ile örneklendirdi. Keki pozitif yüklü atoma ve üzümleri de negatif yüklü elektronlara benzetti.

            Henüz fazla bir zaman geçmedi ki Ernest Rutherford, 1911’de güneş sistemine benzeyen atom modelini öne sürdü. Bu model ise atom içindeki elektronların hareketini açıklayan bir modeldi. Tıpkı Güneş sistemimizde olduğu gibi Güneş’i atomun merkezine ve elektronların hareketini de Güneş in etrafında dönen gezegenlerin hareketlerine benzeterek açıkladı. Burada atomun merkezinin (çekirdek) pozitif yüklü protonlardan oluştuğunu ve çok küçük bir hacim kapladığını ifade etti. Atomun hacmininse büyük bir kısmını elektronlar oluşturuyordu.

            1913 yılında Niels Bohr kendi atom modeli ile ilgili görüşlerini öne sürerken bir şeyin farkındaydı: o da Ernest Rutherford’un çekirdek etrafında dönen elektronların hareketine ilişkin eksik olan kısımlar. En çok göze çarpan eksikliklerden biri ise Rutherford’un ifade ettiği modelde, elektronlar ivmeli hareket yapmaktadır. Bohr yaptığı hesaplarda ivmeli hareket ile elektronların enerji kaybedeceklerini ve en sonunda çekirdeğe düşeceğini görmüştü. Fakat gerçekte durum böyle değildir elbette, atom kararlılığını koruyan bir yapıya sahiptir.

            Bu nedenle Rutherford’un atom modeline bazı eklemeler yaptı. Elektronların çekirdek etrafında rastgele dairesel yörüngelerde değil belirli enerji seviyelerine sahip dairesel yörüngelerde bulunabileceğini açıkladı ve bahsettiği bu enerji seviyeleri ile ilgili açıklamalarda bulundu.

            Bohr’ a göre çekirdeğe en yakın enerji seviyesinde dairesel harekette bulunan elektron kararlıdır ve ışık yaymaz. Elektrona yeterli enerji verilirse, elektron bulunduğu enerji seviyesinden daha yüksek bir enerji seviyesine sıçrar. Fakat sonuçta bu durumda atom kararsız yapıya ulaşıcaktır. Bu nedenle atom kararlı hale gelmez yani eski haline dönmek işin de almış olduğu enerji kadar enerjiyi ışın taneciği  (foton) şeklinde fırlatır. Atom bu şekilde ışıma yapar.

          

            Ancak de-Broglie’ye göre bu da eksikleri olan bir açıklamaydı. Çünkü bilinen zamanda ışığın artık sadece dalga değil aynı zamanda parçacık yapısına da sahip olduğu da biliniyordu. De-Broglie’de parçacık olarak değerlendirilen elektronlara bir sanal dalganın eşlik edebileceğini düşündü. Buna ek olarak da farklı elektron yörüngelerinin çekirdeğin etrafında kapalı dalga halkaları oluşturduğu ifade etti.

            Günümüz modern atom modeline yaklaşırken bir bilim insanına daha değinmeden olmaz. Born Heisenberg; Almanya’lı kuramsal fizikçi. Yaptığı belirsizlik, olasılık ve istatistiki hesaplar sonucunda bir elektronun uzaydaki yerinin yaklaşık olarak hesaplamanın mümkün olacağını dile getirdi. Böylece elektronun uzayın bir noktasında bulunma ihtimalinin hesaplanabileceğini göstermiş oldu (1927).