NİELS BOHR

7 Ekim 1885 Kopenhag’da doğdu;18 Kasım 1962 Kopenhag’da ,Danimarka’lı fizikçi.Bohr,Kopenhag’da görkemli bir konakta dünyaya geldi.Babası üniversitede fizyoloji profesörüydü.Niels çocukluk yıllarında “hımbıl” görünümüyle hiç de parlak bir gelecek vaat etmiyordu.İleride seçkin bir matematikçi olan kardeşi Harald da pek farklı değildi.İki kardeşin en çok hoşlandıkları şey anneleriyle tramvaya binip kenti dolaşmaktı.Oysa Bohr’un okul yılları son derece parlak geçer.Babasının entelektüel ilgi alanı genişti.Biri felsefeci,biri dilci ve biri fizikçi üç arkadaşıyla her Cuma akşamı bir araya gelir,düşün dünyasında olup bitenleri tartışırlardı.İki oğlanda bir köşede oturup uzun süren tartışmaları sesizce izlerlerdi.Özellikle Bohr’un spekülatif düşünceye yakın bir ilgisi vardı.Nitekim,üniversitede fiziğin yanı sıra ilginç bulduğu felsefe derslerini de kaçırmazdı.

Kuantum kuramının atom yapısının belirlenmesinde ilk kez kendi adıyla anılan atom modelini oluşturdu. Kuantum fiziğinin gelişmesinde 50 yıla yakın bir süre öncü rol oynadı. Ayrıca atom çekirdeğinin "sıvı damlacığı modeli"ni geliştirdi.

Söylentiye göre, Danimarka halkının övünç duyduğu dört şey vardır: Gemi endüstrisi, süt ürünleri, peri masalları yazarı ve fizik bilgini Niels Bohr. Bohr, bilgin kişiliği ve insancıl davranışlarıyla, büyük hayaller peşinde koşan gençlere örnek ve esin kaynağı olan bir öncüydü. O, ne Rutherford gibi dış görünümüyle ürkütücü ne de Einstein gibi "arabaya tek başına koşulan at" idi.

          Niels Bohr üniversiteyi üstün başarıyla bitirip;yirmi iki yaşında Danimarkalı Bilim Akademisi’nin altın madalya ödülünü alır.Bohr 1911’de doktora çalışmasını tamamlar tamamlamaz  J.J.Thomson’la çalışmak üzere Cambridge-Cavendish Laboratuarı’na koşar.Ancak genç bilim adamı burada umduğunu bulamaz.Herşeyden önce,İngiliz bilgisi yetersizdi;çevresiyle verimli iletişim kuramıyordu.Sonradan,daha önce Rutherford’un olağanüstü yeteneğini fark etmiş olan Thomson,nedense  Danimarka’lı  gence sıradn biri gözüyle bakıyordu.Tartışmalı bir toplantıda Bohr’un ileri sürdüğü bir çözümü Thomson irdelemeksizin yanlış diye geri çevirir,ama daha sonra aynı düşünceyi kendisi dile getirir.Bu olayı içine sindiremeyn Bohr yeni bir arayış içine girer.

         Bu sırada bilim dünyasının parlayan yıldızı Rutherford’dur.Katıldığı bir konferansında Rutherford’un çoşkusu ve atılım gücüyle büyülenen Bohr onun ekibine aktılır.Rutherford  deneyciydi,Bohr ise kuramsal araştrmaya yönelikti.Ama iki bilim adamı arasında başlayan ilişki ömür boyu suren dostluğa dönüştü.

Niels Bohr

        

        Bohr’un bilimde ilgi odağı atom çekirdeğine ilişkin deney sonuçları değil,kuramsal bir sorundu:Bir elektrik birimi olan elektronun atom kapsamındaki davranışının bilinen fizik yasalarına ters düşmesının nedeni ne olabilirdi?Normal  olarak ,pozitif yüklü çekirdeğin çevresinde dönen negatif yüklü ekeltronun,devinim sürecinde,elektromanyatik radyasyon salarak enerji yitirmesi ve çekirdeğe gömülmesi;atomun çökmesi gerekirdi.Bu sorunda belki kuvantum kavramına başvurularak açıklanabılırdi.Hiçdeğilse Niels Bohr böyle düşünmekteydi.Sorun “spektrum analizi” yada “spektroskopi”denen konu  kapsamındaydı.Bohr “çizgi spektrası”na ilişkin bir formülden nedense habersizdir.Bohr 1912’de Kopenhag’a döndüğünde çözüm aradığı problemi birlikte getırmişti.Atomun yapısını açıklamaya çalışan Bohr için Balmer formülü niçin önemliydi?Yanıt basittir;Bohr,Planck sabiti h’yi kullanarak bu formülle enerji kuvantalarından oluşan spektrumu açıklayabiliceğini görmüştü.Başka bir deyişiyle,formülün sağladığı ipucuyla atomların normalde neden enerji salmadığı,elektronların neden hız kaybedip çekirdeğe gömülmediği açıklık kazanmaktaydı.Bohr’un o zaman bilinen fizikte bağdaşmaz görünen başlıca dört nokta içeriyordu:

      

        1-)Elektron olan tüm yörungelerde değil,yalnız enerjisi Planck sabitiyle bir tam sayının çarpımına orantılı olan yörüngelerde devinir.

         2-)Elektron ,enerji değişimiyle kuvantum yörüngelerinin birinden öbürüne geçebilir;ancak en içteki yörüngeden daha fazla yaklaşamaz.

         3-)Bir kuvantum  yörüngede devinen elektron bir iç yörüngeye düşmedikçe radyasyon salmaz.Bu düşüş belli bir miktarda ışık enerjisi üretmekle kalır.Üretilen enerjinin frekansı iki yörünge arasındaki enerji farkının Planck sabitine bölünmesiyle eşittir.

Frekans=Enerji Kaybı / Planck Sabiti

         4-)Bir elektronun taşıyabileceği enerjiler sınırlıdır ve bu kesintili enerjiler atomun kesintili çizgi spektrumunda yansır.

         Bohr’un hipotezi öncelikle spetrumunu açıklamaya yönelikti.Gerçi olgusal olarak henüz yoklanmamıştı,ama hipotezin Balmer formülünde yer alan sayının anlamını belirginleştirmesi,geçerliliği açısından önemli bir avantaj sağlamaktaydı.Ayrıca,Bohr’un değişik kuvantum yörüngelerinin enerjilerini veren formülü,önerdiği atom kuramına istenen belirginliği kazandırır.Bohr oluşturduğu atomun kuvantum  kuramını yayımlamadan önce Rutherford2un incelenmesibe sunmuştu.Rutherford her şeyde basitliği aran titiz bir kişiydi.Rutherford “Çalışman gereken gerçekten ilginç;kuramın atoma ilişkin pek çok probleme çözüm getirici nitelikte olduğunu söyleyebilirim”diyerek genç bilim adamını yüreklendirmişti.

          Bohr’un kuramı 1913’de İngiltere’de yayımlanır.Ne varki,bilim adamlarının bir bölümünün tepkisi olumsuzdur;onlara göre,ortaya konan,bir kuram olmaktan çok rakamlarla oluşturulan bir düzenlemeydiKuramın spektroskopi biliminin atomik temelini kurduğu çok geçmeden anlaşılır.Bir yandan da kuramı doğrulayan deneysel kanıtlar birikmeye başlar.

        Bohr çalışma yaşamında sergilediği istenç gücünün yanı sıra neşe ve mizahıyla gönülleri fethetmesini de biliyordu. Bir teori üzerine tartışırken, sözlerini şöyle bağlamıştı: "Bu teorinin çılgınca bir şey olduğunu biliyoruz. Ama ayrıldığımız nokta, teorinin, doğru olması için yeterince çılgınca olup olmadığıdır."

      Kopenhag Teorik Fizik Enstitüsü başkanlığına getirilen Bohr 1922’de Nobel Ödülü’nü alır.Artık kısaca “Bohr  Enstitüsü”diye anılmaya başlayan  Enstitü’ye dünyanın pek çok ülkesinden genç fizikçilerin akım başlar.Son önemli çalışmasını,1939’da yaptı.Yeni keşfedilmiş olan çekirdek bölünmesinin neden bazı çekirdeklerde olup diğerlerinde olmadığını açıklamak için,bir büyük çekirdek ile bir sıvı damlası arasındaki benzerliği kullanmıştı.II.Dünya Savaşı sırasında Bohr,New Mexico’daki Los Alamos’ta (ABD)atom bombasının geliştirilmesinde katkıda bulundu.Savaştan sonra Kopenhag’a döndü ve burada 1962’de öldü

ERWIN SCHRODINGER

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (12 Ağustos 1887 – 4 Ocak 1961), Avusturyalı fizikçi. Kuvantum mekaniğine olan katkılarıyla, özellikle de 1933'te kendisine Nobel Ödülü kazandıran Schrödinger Denklemi'yle tanınır. Schrödinger'in Kedisi diye bilinen düşünce deneyini önermiştir.

--Nobel ile taçlandırılmış Erwin SCHRÖDINGER’in Yaşam Nedir? İ yirminci yüzyılın büyük bilim klasiklerinden biridir.Seçkin bir fizikçinin biyolojinin yüreğinde yatan sorunu açıklaması, meslekten olmayanlar için yazılmıştı, ama moleküler biyolojinin doğumunu ve arkasından DNA’nın yapısının keşfini kışkırtan dürtülerden birini sağladı.

Filozof Karl Popper onu ‘güzel ve önemli kitap’ olarak selamladı.--

Scientific American

ERWIN SCHRODINGER'İN ''YAŞAM NEDİR ?'' ADLI KİTABINDAN ALINTI


‘’Bu son bölümde açıklamak istediğim, kısaca, canlı maddenin yapısı hakkında tüm 


öğrendiklerimizden onun olağan fizik yasalarına indirgenemeyen bir tarzda işlediğini 


bulmaya hazırlıklı olmak zorunda olduğumuzdur. Ve bu, herhangi bir ‘yeni kuvvet’ in var 


olması ya da canlı organizma içindeki tek atomların davranışı yüzünden değil, yapılış 


tarzının fizik laboratuvarlarında şimdiye kadar test ettiğimiz herhangi birşeyden farklı 


olmasındandır. Kabaca ortaya koyarsak, sadece ısı makinelerine alışık bir mühendis,bir 


elektrik motorunun yapılışını dikkatle gzöden geçirdikten sonra, işleyişini, hala 


kavrayamadığı ilkeler doğrultusunda bulmaya kalkacaktır. Burada ayrık kangallar halindeki 


uzun telleri, çekilmiş bakırı, kazanlarda kullanıldığı için kendisine yakın bulur. Demirin aynı 


demir, bakırın aynı bakır, konunun aynı doğa yasaları olduğuna inanacak, ve bunda haklı 


olacaktır. Oysa, yapılış tarzındaki fark onu tamamiyle farklı bir işleyişe hazırlamak için 


yeterlidir. Ama o, kazan ve buhar olmaksızın, bir düğmenin çevrilmesiyle dönmeye hazır 

Atom

olduğu için elektrik motorunun bir ruh tarafından yönetildiğinden kuşku duymayacaktır.

Bir organizmanın yaşam çemberindeki olayların ayrıntılarıyla anlatılması, cansız maddede karşılaştığımız herhangi bir şeye kıyasla eşsiz, hayran olunası bir düzenlilik ve kurallara uygunluk sergiler.

Belki de tekrar tekrar vurgulanması gereken nokta, fizikçi için olayların durumunun sadece görünüşte akla yatkın olmadığı değil, eşi görülmemiş olduğu için son derece heyecan verici olduğudur. Genel inanışın tersine, fizik yasalarıyla yönetilen olayların düzenli akışı hiçbir zaman atomların iyi düzenlenmiş bir biçimlenişi sonucu değildir.

(Schrödeinger fizik yasalarının olasılıkçı durumundan bahsediyor ve bikaç örnek veriyor daha sonra yazısına şöyle devam ediyor;)

Biyolojide tamamıyla farklı bir durumla karşılaşıyoruz.Sadece tek bir kopyada varlığını sürdüren tek bir atomlar grubu birbiriyle ve çevreyle anlaşılması en zor yasalara uyarak olağanüstü düzenli olaylar üretiyor. Sadece bir kopya varlığını sürdüren dedim, çünkü ne de olsa biz bir yumurtanın ve tek hücreli bir organizmanın örneğine sahibiz. Daha yüksek bir organizmanın sonraki aşamalarında kopyalar çoğaltılmışlardır, gerçek budur. Ama hangi büyüklükte ? İyice biliyorum ki yetişkin bir memelide 10 üzeri 14 gibi bir şey. Üstelik bu sadece yaklaşık 16cm küp havadaki milyonlarca molekülün sayısı. Ve gerçekte dağılış tarzına bakın. Her hücre onların tam birini (ya da ikisini, ikizini düşünüyorsak) barındırır.

Bu küçücük merkez ofisin, güce, izole edilmiş hücrede sahip olduğunu bildiğimize göre, hepsinde ortak olan şifre sayesinde büyük bir kolaylıkla birbirleriyle haberleşerek bedeb üzerinde yerel yönetimin benzer istasyonlarına dağıtılmıyorlar mı?

Hücre

Pekala, bu, bilim adamındansa ozana yakışır fantastik bir betimleme. Oysa, o, şiirsel düş gücüne değil,sadece, burada açıktan açığa fiziğin ‘olasılık mekanizmasından’ tamamıyla farklı bir ‘mekanizmayla’ yönlendirilen ayrıntılarına kadar düzenli ve yasal olaylarla yüz yüze olduğumuzun farkına varmak için açık ve akla yakın bilimsel yankıya ihtiyaç duyuyor.Çünkü her hücredeki yol gösterici ilkenin sadece bir kopyada var olan tek bir atomik birlikte somutlaşmış, olduğu, basit olarak gözlemlenen bir gerçektir. Küçük ama üst düzeyde organize bir atomlar grubunun bu tarzda iş görmesini, şaşırtıcı ya da görünüşte akla yakın bulabiliriz, durumun benzeri yok, canlı maddeden başka hiçbir yerde bilinmiyor. Cansız maddeyi araştıran fizikçi ve kimyacı, bu tazda yorumlanan hiçbir olguya hiçbir zaman tanık olmadı’’.

Atom Saati Nedir ?

Atom saati, atomların rezonans frekanslarını sayarak zamanı ölçen bir saat çeşididir. 3 milyon yılda 1 saniye hata yapmalarının ihtimali sadece %22,522dir.

İlk atom saatleri, sayım ekipmanları eklenmiş MASER’lerdir. Bugünün en iyi atom saatleri, soğuk atomlar ve atomik çeşmelerle çalışan, ileri fizik ürünü aletlerdir. Ulusal standartlar enstitüleri, kullanılan MASER’lerin hata payı olan günlük 10-9 saniyelik sapmayla çalışan saatler kullanırlar. Atom saatleri devamlı ve istikrarlı bir zaman ölçümü standardı olan Uluslararası Atomik Zamanı (International Atomic Time ,IAT) oluştururlar. Diğer ölçümler için, TAI’den elde edilen ancak gece ve gündüzün geçişiyle senkronize edilen Koordine Evrensel Zaman (Coordinated Universal Time, CUT) kullanılır.

lk atom saati 1949′da ABD Ulusal Standartlar Bürosu’nda (U.S National Bureau of Standards, NBS) yapıldı. İlk isabetli atom saatiyse, sezyum-133 atomunun rezonansı ölçümüyle 1955 yılında İngiltere Ulusal Fizik Laboratuvarında Louis Essen tarafından yapıldı.

Ağustos 2004′te NIST bilim adamları, bilgisayar çipi ölçeğinde ilk atom saatini tanıttılar.

Modern radyo saatleri atom saatlerini referans alırlar, ancak radyo saatleri ikincil ekipmanlar oldukları için atom saatlerindeki kesinlikten yoksundurlar. Bu yüzden yüksek kesinlik gerektiren bilimsel uygulamalarda kullanılmazlar. 2005 yılında atom saati biraz daha geliştirildi

Atom Saatinin Tarihçesi

Alm. Atomische Uhr, Fr. Horloge Atomique, İng. Atomic clock. Atom veya Moleküllerin titreşimlerini kullanarak zamanı büyük bir hassasiyetle ölçen alet.

Zaman ölçümünde temel birim saniyedir. Saniye güneş gününün uzunluğuna bağlı olarak tarif edilmiştir.

Ancak ilmi çalışmalar için daha ileri bir hassasiyet gerekmektedir.

Atom saatinin esasını, atom ve moleküllerinin belirli frekanslarda enerji emerek veya yayarak, enerji alıp verebilecek duruma gelebilmeleri teşkil etmektedir.

Bir atom veya Molekül sisteminden yüksek frekansta kararlı elektromanyetik dalgalar üreten ve maser adı verilen bu cihazlar üzerindeki çalışmalar 1940 yılında başlamıştır. 1949’da ABD’nin Milli Standartlar Bürosu, Amonyak molekülünün özelliklerine bağlı olarak ilk Saati imal etmiştir. 1955’te İngiltere’de, frekansı, saniyede 9.192.631.750 devir olan sezyum ışını kullanılarak atom saati yapılmıştır. Bu saatin hassasiyeti 1/1011 derecesinde olup, 1963 yılında milletlerarası zaman standardı olarak kabul edilmiştir.

1960 yılında ABD’de 1/1012 hassasiyetinde Hidrojen ışın maseri geliştirilmiş olup, hassasiyeti 1/1014e yükseltmek için çalışmalar yapılmaktadır. 1/1014 hassasiyet üç milyon yılda bir saniyelik bir hataya karşılık gelmektedir.

Atom Saatinin Kullanılışı

Atom saatleri, birçok insanın bildiğini iddia ettiğinin aksine sadece büyük boyutlu fizik laboratuarlarında bulunur, NPL (Birleşik Krallık Ulusal Fizik Laboratuarı) ve NIST (ABD Ulusal Standartlar ve Zaman Enstitüsü) gibi. Genellikle insanlar bilgisayar ağlarını kontrol eden bir atom saatinden bahsederler veya duvarlarında bir atom saati asılı olduğunu söylerler. Bu doğru değildir ve insanların aslında demek istedikleri, zamanı bir atom saatinden alan bir zaman sunucusuna veya saate sahip olduklarıdır.

NTP zaman sunucusu gibi aygıtlar NIST veya NPL gibi yerlerden uzun radyo dalgaları aracılığıyla atom saati sinyalleri alırlar. Atom saatinden zamanı almanın başka bir metodu da GPS ağı kullanmaktır.

GPS ağı ve uydu yönlendirmesi aslında atom saatinin bu hassas doğruluk oranına neden bu kadar ihtiyacımız olduğuna iyi örnektir. NIST, NPL ve yörüngedeki GPS uydularının içindekiler gibi modern atom saatleri, 100 milyon yılda 1 saniyeye kadar hassastır. Böyle bir doğruluk, bir otomobilin GPS uydu yönlendirme sisteminin nasıl çalıştığı gibi bir şeyi incelerken hayati önemdedir.

Bir GPS sistemi, üç veya daha fazla GPS uydusundan ve onların tümleşik atom saatlerinden aldığı sinyalleri çoklayarak çalışır. Bu sinyaller ışık hızıyla hareket ettiği için bir milisaniyelik bir yanlışlık bile yönlendirme sistemini 100 km kaydırabilir.

Bu yüksek düzey doğruluk aynı zamanda hava trafik kontrolü gibi teknolojilerde, kalabalık semamızın güvende olduğundan emin olmak için de gereklidir ve internet ticareti için de çok önemlidir çünkü değerler her saniye artıp azalabilir.