Atom ile ilgili herşey (:

Konu 'Fizik Ders Notları' bölümünde S. Moderatör Uğur tarafından paylaşıldı.

  1. S. Moderatör Uğur

    S. Moderatör Uğur Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    4 Şubat 2008
    Mesajlar:
    8.241
    Beğenileri:
    6.155
    Ödül Puanları:
    36

    maddenin, kimyasal değişimlerle bölünemeyen en küçük parçası.Yunancadaki ‘Atomos’ sözcüğünden türemiştir.Aynı ya da farklı element atomlarından bir ya da birkaçı bir araya gelerek maddenin molekül yapısını oluşturur.Bu nedenle atom, maddenin temel ögesidir.1803’te İngiliz fizik ve kimyacısı J.Dalton’un ortaya attığı varsayım, üç ana düşünceye dayanıyordu.
    1)Kimyasal elementler,bilinen kimyasal değişimlerle bölünemeyen ve tüm özelliğini koruyan “atom” adındaki taneciklerden oluşur.
    2)Aynı kimyasal element atomları, kütle, ağırlık ve her yönden özdeştir.Bu yüzden her element,kendi atom ağırlığıyla tanımlanır
    3)Öteki tüm kimyasal bileşikler, aynı ya da farklı element atomlarının belirli oranlarada bir araya gelmesiyle oluşur.Bu varsayım,atom fiziğinin temel büyüklüklerinden biri olan ”Atom Ağırlığı” kavramınıda ortaya çıkardı.Bugün tanecik bombardımanlarıyla parçalanabilen ve küresel olduğu düşünülen atomun büyüklüğü konusunda değişik yöntemlerle elde edilen verilerden yarıçapının 10-15 olduğu saptandı.Ancak her elementin atomu,ona özgü büyüklüktedir.Ortada yarıçapı 10-14 (atomun yarı çapından 10.000 kez daha küçük) olan “çekirdek” bulunur.Atomun hemen hemen tüm ağırlığı çekirdekte toplanmıştır.Çekirdeği kuşatan yörüngelerde “elektronlar” dolaşır.Çok büyük hacimdeki atom,boş bir uzay biçiminde değerlendirilmemelidir.Örneğin çekirdek,yarıçapı 1 santimetrelik bir bilye oluncaya dek büyütülebilseydi atom, yarıçapı 100 metrelik dev bir küreye dönüşürdü.Tümüyle kurumsal bir kavram olan atomun varlığı,ancak etki ve sonuçlarıyla anlaşılır.Doğada varlığı bilinen element atomlarının sayısı 92’dir.Laboratuvarlarda yapay üretilenlerle birlikte, toplam 103 element atomu vardır.
    Kimya.Artı elektrik yüklü bir çekirdekle eksi elektrik yüklü elektronlardan oluşur.Ortalama çapı 10-m,çekirdeğin ortalama çapı 10-14m ve elektronun etkin çapı da 10- 15 m dolayındadır.Kütlesinin hemen tümü,kütlece yaklaşık eşitlikteki iki tür kararlı tanecikten oluşan çekirdekte toplanmıştır:Artı elektrik yüklü proton ve elektrik yüklü olmayan nötron.Elektronun kütlesi,protonun kütlesinin 1/1836’sı kadardır.Yükü, protonunkine eşit,fakat eksidir.Dışarıya karşı yüksüz (nötr) olan bir atom çekirdeğindeki proton sayısı, çevresindeki elektron sayısına eşittir.Bir atomun kimyasal tepkimesi, elektron sayısıyla (atom numarası) belirlenir.Atomlar arasındaki kimyasal birleşme, dış elektronlarını birbirine aktarmaları ya da paylaşmaları demektir.Bohr kuralına göre,atomun çevresindeki elektronların çekirdeğe konumları kesin tanımlanmış yörüngeler üzerinde hareket eder.Bu yörüngeler,özgül enerji düzeylerine karşılıktır.Bir foton ya da elektroman ışımanın emilmesi ya da yayınlanması,elektrondaki enerji farkları kuantum kuramınca belirlenmiş yörüngeler arası atlamayla ortaya çıkar.Dalga mekaniğine göre elektron, dalga ve tanecik olarak ikili bir yapı sergilediği için varlığı, matematik yönden bir dalga işleviyle gösterilir.Bohr kur***** göre elektronun tanımlanan kesin yeri, dalga mekaniğinde belirli bir noktada bulunabilme olasılığıyla yer değiştirmiştir.Bu örnekte atom, ortada bulunan bir çekirdek ve bunun saran elektronların belirli bir anda bulunabilecekleri belirli yerlerin olası dağılım biçimiyle gözlenir.Bir element atamu çekirdeğinde aynı sayıda proton (p) ve farklı sayıda nötron(n) içerir.Bu türlere, izotop çekirdekleri adı verilir.İzotopların gösterilmesinde elementin kimyasal simgesinin sol üstüne nötron ve proton sayılarının toplamı olan (n+p) kütle numarası,sol altına da atom numarası yazılır.Örneğin:11H, 126C ve 9779Au gibi.
  2. S. Moderatör Uğur

    S. Moderatör Uğur Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    4 Şubat 2008
    Mesajlar:
    8.241
    Beğenileri:
    6.155
    Ödül Puanları:
    36
    Atom Ağırlığı:Tek bir atomun kütlesi tartılamayacak kadar küçük olup 10-24 gr dolayındadır.Bu olanaksızlık yüzünden,görece atom ağırlıkları kullanılır.Bir kimyasal element atomunun,ağırlığı standart olarak seçilen ve doğada bulunan bir başka elementinkine göredir.Bu kavramı,ilk kez 18032te İngiliz fizik ve kimyacısı J.Dalton ortaya koydu.Görece atom ağırlığı bir oran olduğundan,birimi yoktur.Önceleri hidrojen atomu temel alındı ve atom ağırlığı H:1 varsayıldı.Daha sonra oksijen temel atom olduğundan fiziksel ve kimyasal iki farklı atom ağırlığı düzeni ortaya çıktı.Oksijenin atom ağırlığı 16.000 ve buna göre hidrojen atomunun ağırlığı 1.0089:karbonundaki 12.0038,uranyumunki 238.141’dir.Böyle düzenlenenlere “kimyasal atom ağırlığı” denir.Kütle spektrometreleriyle bulunan “fiziksel atom ağırlığı” kimyasal atom ağırlığını 1.00027 ile çarparak hesaplanır.1960’tan bu yana atom ağırlıklarının belirlenmesinde,kütle spektrometresiyle çalışanlar için,karbon (C-12)atomu standart kabul edilmiştir.Bu düzenlemeye göre atom ağırlıkları,karbonun 12.hidrojenin 1.0078252;oksijenin 15.9949;uranyumun 238.0486’dır.Oksijen temeline göre düzenlenen kimyasal atom ağırlığı ölçeğinden,karbon temeline dayalı ölçeğe geçiş atom ağırlıklarının sayısal değerinde %0.0043 oranında azalmaya neden olmuştur.
  3. S. Moderatör Uğur

    S. Moderatör Uğur Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    4 Şubat 2008
    Mesajlar:
    8.241
    Beğenileri:
    6.155
    Ödül Puanları:
    36
    Atom Bombası (A-bomb):

    Atom enerjisinin nükleer silahlara uygulanmasıyla ortaya çıkan bomba.Uranyum, plutonyum gibi ağır elementlerin bazı izotopları yavaş nötronlarla bombardıman edilerek zincirleme çekirdek bölünmesi oluşturulur.Her bir çekirdeğin bölünmesi sırasında açığa çıkan enerji,zincirleme çekirdek bölünmelerine bağlı olarak çok kısa bir sürede hızla artıp korkunç bir güç birikimine yol açar.Bu büyük gücün birdenbire serbest kalmasıyla da bomba patlar.Bombanın patlaması için yakıt maddesinin “kritik büyüklük” ya da “kritik kütle” de olması gerekir.Bombayı oluşturmak için,kritik kütleden daha küçük iki yakıt parçası bir kovan içine belirli aralıklarla ve yarım-küre biçiminde yerleştirilir.Bu iki parça bir araya getirilerek kritik büyüklükten daha büyük (aşırı kritik kütle)bir kütle oluşturulduğu zaman,zincirleme çekirdek bölünmeleri (fisyon)bombanın patlamasını sağlar.İlk atom bombası ABD tarafından 1945 yılının 5-6 Ağustos gecesi, Japonyadaki Hiroşima Kenti’ne;ikincisi de aynı yılın 9 Ağustos günü Nagasaki Kenti’ne atıldı.Yaklaşık 1 kg yakıt maddesi bulunan bombaların her biri 20 kiloton (20.000 ton) TNT’ye (dinamit)eşdeğerdeydi.Bu kadar büyük bir enerji, ancak 6.000 tondan fazla kömürün yanmasıyla elde edilebilir.Son derece şiddetli yakma, yıkma ve öldürme gücü yanında öteki önemli özelliği patlama sırasında yayınladığı şiddetli radyoaktif ışın ve serpintilerin atmosfer olaylarıyla çok geniş alanlara yayılarak uzun süre canlıları etkilemesidir.Gecikmiş etkileri, ancak uzun yıllar sonra ortaya çıkan çeşitli kanser olayları, organizma bozuklukları ve kalıtsal değişikliklerle anlaşılır.
  4. S. Moderatör Uğur

    S. Moderatör Uğur Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    4 Şubat 2008
    Mesajlar:
    8.241
    Beğenileri:
    6.155
    Ödül Puanları:
    36
    Atom Çekirdeği:Bir atomun hemen hemen tüm kütlesinin toplandığı,buna karşın hacimce atomdan çok daha küçük ve pozitif elektrik yükü taşıyan parçası.İlk kez, 1912’de İngiliz fizikçisi E.Rutherford atomun, bir çekirdek ve bu çekirdeği kuşatan dairesel yörüngeler üzerindeki elektronlardan oluştuğu tezini savundu.Metal yapraklarındaki bazı alfa taneciklerinin 900 den fazla sapmalarına atomun tam ortasında bulunan çok küçük, elektrik yüklü bir taneciğin itme gücünün neden olduğunu saptadı ve ona çekirdek anlâmına
    gelen “nucleus” adını verdi.
    Çekirdeğin yapısı hakkındaki ilk varsayım onun proton ve elektronlardan oluştuğu biçimindeydi.Buna göre, kütlesi bir A tam sayısına çok yakın olan çekirdekte, A tane proton bulunması ve dolayısıyla elektrik yükünün de A ölçüsünde olması gerekiyordu.Ancak daha önceki araştırmalar, çekirdeğin elektrik yükünün, A tam sayısının yarısına eşit ya da ondan biraz daha küçük olduğunu ortaya koymuştu.Bu çelişkiyi gidermek için çekirdekte,A-Z tane elektronunda bulunduğu varsayıldı.Atom ağırlığına çok yakın olan A tam sayısına “kütle sayısı ”Z’ye de”atom numarası’ denir bir “X” çekirdeği, AZX ya da XA simgesiyle gösterilir.Proton-elektron varsayımı,deneysel yöntemlerin gelişmesiyle ortaya çıkın çekirdeğin yeni özelliklerinin açıklamakta yetersiz kaldı.Bu yeni özelliklerden birisi çekirdeğin açısal hareketliliği ya da döngüsüdür.Kuantum mekaniğine göre,çekirdeğin döngüsü bir yönleçtir (vektör).Kurumsal ve uygulamalı sonuçlar azot,kurşun,kadmiyum,civa gibi kimi elementlerde ve mıknatıssal döngüde çelişkili durumları ortaya çıkardı.Gerçekte varsayım başarısızlığı elektronlar çekirdek içindeki pozitif elektrik yüklü taneciklere bağlı olduğu düşüncesinden kaynaklanıyordu.1920’de Rutherford,proton ve elektronun yüksüz bir tanecik oluşturacak biçimde birbirine sıkı sıkıya bağlı olduklarını varsaydı.Bu yeni taneciğe sonradan “nötron” adı verildi.1932’de İngiliz fizikçisi W.Heisenberg,çekirdeğin nötron ve protonlardan oluştuğunu ve toplam sayılarının,A kütle sayısına eşit olduğunu öne sürdü.Bir çekirdekteki nötron sayısı N=A-Z varsayılarak, proton ve nötrona “nükleon” ortak adı verildi.Uzun süre çekirdeğin temel tanecikleri biçiminde benimsenen nükleonlar,değişik taneciklerin bulunmasıyla geçerliliğini yitirdi.Büyüklüğü atomdan atoma değişen ve kaba bir yaklaşımla küre biçiminde kabul edilen çekirdeğin yarı çapı yaklaşık 10-14 ile 10-15 m’dir.Atomun yarıçapından en az 10.000 kez küçük,buna karşın yoğunluğu son derece büyüktür.Örneğin en hafif element olan hidrojen atomunun ağırlığı 1.68x10- 24 gram,çekirdeğin hacmi 15x10-39 cm3,yoğunluğuysa 11x108 t/cm3’tür.
  5. S. Moderatör Uğur

    S. Moderatör Uğur Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    4 Şubat 2008
    Mesajlar:
    8.241
    Beğenileri:
    6.155
    Ödül Puanları:
    36
    Atom Gemileri:

    Atom enerjisiyle çalışan gemiler.Atom reaktörünün ürettiği ısı enerjisi,buhar ve buhar türbinleri aracılığıyla elektrik enerjisine çevrilerek geminin hareketi sağlanır.1955’te ABD’de reaktör uygulanan denizaltıya “Nautilus”adı verildi.Daha çok deneysel araçlar için kullanılan 3.500 ton taşıma kapasiteli,öteki adıyla “Denizkurdu”.1958’de Kuzey Kutbu’nun altından geçti.
    Tüm teknolojik gelişmeler geleneksel denizatlıların su altında kalma sürelerini ve erimlerinin önemli oranda artmışsa da,hareket yetenekleri ve taşıma kapasiteleri atom denizatlılarının yanında oldukça kısıtlı kaldı.1.600 ton kapasiteli olanların erişebildikleri en yüksek hız saatte 16 denizmili, 800 tonluklar içinse 20 denizmili dolayında ve su altında kalma süreleri 40 saatten azdı.Oysa Nautilus’un yaklaşık saatte 40 denizmiliydi( 74 km).26 ay süreyle hiç yakıt ikmali yapmadan,69.000 denizmili ( 128.000 km) uzunluğunda yol aldı.Çağdaş atom denizatlıları,hiç yakıt ikmali yapmadan,100.000 denizmilinden fazla yol alabilmekte ve aylarca su altında kalabilmektedir.ABD’nin ‘George Washington’,adlı denizatlısı 1961’de aralıksız 67 gün su altında kaldı.Bugün taşıma kapasitesi 9.000 ton olanları da yapılmaktadır.
    Yapılış amacına göre iki sınıfa ayrılırlar:
    1)Vurucu denizaltılar:Bunlar,4.000 6.000 km erimle ve nükleer başlıklı balistik mermi taşır.Su altında ateşleme yetenekli ve ayrıca geleneksel torpido havanlarıyla da donatılmıştır.
    2)Füze atan yüksek tonaşlı denizaltılar:İngiltere 1962’de “Dreadnought”u 1964’te “Valiant”ı:ABD 1967’de 41 tane füze atan,20 tane vurucu;SSCB de aynı sınıftan 30 atom denizatlısını denize indirdi.İngiltere ayrıca altısı vurucu olmak üzere,10 atom denizatlısını kısa zamanda üretti.Atom enerjisiyle çalışan uçak gemisinin uzun süre yakıt gereksinmesinin olmayışı ve taşıma kapasitesinin yüksekliği,çağdaş savaş yöntemlerine yeni boyut kazandırdı.Örneğin 1961’de tamamlanan ABD uçak gemisi “Enterprise”in taşıma kapasitesi 75.000 tondur.Ticaret gemilerine atom enerjisinin uygulanması, uzun süren güvenlik tartışmaları nedeniyle gecikti.1961’de ABD‘nin deneme amacıyla yaptığı ilk atom ticaret gemisi, 22.000 ton taşıma kapasiteli ve yakıt olarak Uranyum 235 (235u) izotopunun kullanıldığı “Savannah” idi.3,5 yılda 57 kg Uranyum-235 tükettiği saptandı.Oysa aynı kapasitede ve ağır sıvı yakıt kullnan bir geminin yalnız 1 gün yakıt gereksinimi 125 tondur.
    Yakıt tanklarının gemide kaplayacağı yer ve eklediği yük de göz önüne alınırsa, atom enerjisinin deniz taşımacılığında ne kadar büyük olanaklar sağlayacağı ortaya çıkar.
  6. S. Moderatör Uğur

    S. Moderatör Uğur Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    4 Şubat 2008
    Mesajlar:
    8.241
    Beğenileri:
    6.155
    Ödül Puanları:
    36
    Atom Numarası:

    Atomlar dışa karşı yüksüz olduklarından, çevrelerindeki elektronların toplam eksi elektrik yükünün, çekirdeğindeki protonların toplam artı yüküne eşit olması gereklidir.Ayrıca çevredeki elektron sayısı, çekirdekteki proton sayısına eşit olup bu sayıya atom numarası adı verilir ve “Z” ile gösterilir.Bir atomun kimyasal kimliğinden atom numarası, ya da başka bir deyimle çekirdeğindeki proton sayısı sorumludur.Atomların kimyasal özellikleri, atom numaralarının yinelenen bir işlevidir.Elementlerin periyodik çizelgesi;atom numaralarına göre dizilmesiyle oluşur ve atom numarası doğrudan saptanabilir.Bunun için atım numarası bulunacak element, bir röntgen ışını tüpünde antikatot olduğunda, oluşan X-ışınlarının spektrumundaki çizgiler, Moseley yasasına göre k=bir durağan ve u= spektrumundaki çizgi karşılığı frekansla Vu=k(Z-1) bağıntısına uyar.Burada Z= atom numarası olduğundan doğrudan bulunabilir
  7. S. Moderatör Uğur

    S. Moderatör Uğur Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    4 Şubat 2008
    Mesajlar:
    8.241
    Beğenileri:
    6.155
    Ödül Puanları:
    36
    Atom Isısı:

    Bir elementin özgül ısısıyla (bir gramını bir derece ısıtmak için gerekli ısı), atom ağırlığının çarpımına verilen ad.Dulong ve Petit yasasına göre tüm katı elementlerin atom ısıları yaklaşık 6,4’tür.Atom ağırlıkları küçük ve erime noktaları yüksek olan karbon, silisyum, bor gibi elementler, oda sıcaklığında bu kurala uymazlar.Bunların atom ısıları 6.4’ten küçükse de sıcaklığın yükselmesiyle birlikte artarak normal değere ulaşır.Örneğin,karbon (elması) için atom ısısı 110C’de 1.36’dır ve sıcaklık la birlikte artarak 6060C’de 5.29 değerine ulaşır.Bununla birlikte, katı elementlerin atom ısıları hiçbir sıcaklıkta birbirine eşit değildir.Örneğin tungstenin atom ısısı 13000C’de 8.2 olur.Sıcaklığın azalmasıyla birlikte bütün elementlerin atom ısıları 6,4 değerinin altına düşer;sıcaklık mutlak sıfıra ( -273,160C) yaklaşırken sıfıra yaklaşır.Oda sıcaklında atom ısıları kalsiyum için 6,3:bakır için 5,9:demir için 6,6:kurşun için 6,4:nikel için 6,2otasyum için 7,0:gümüş için 6,1:sodyum için 6,3 ve çinko için 6,1’dir.Dulong ve Petit yasası eskiden deneysel olarak saptanan özgü ısılar yardımıyla atom ağırlıklarının bulunmasında kullanılmıştır.
  8. S. Moderatör Uğur

    S. Moderatör Uğur Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    4 Şubat 2008
    Mesajlar:
    8.241
    Beğenileri:
    6.155
    Ödül Puanları:
    36
    Atom Pili (nükleer pil):

    Başlangıçta çekirdek reaktörlerine verilen ad Enrico Fermi ve arkadaşları, Chicago Üniversitesi spor tribünleri altına kurdukları ilk çekirdek reaktörüne Birinci Chicago Yığını (Chicago Pile-1) adını verdi.Tarihin bu ilk reaktörü 400 ton grafitin oluşturduğu 9x9.5 m tabanlı ve 6m yüksekliğindeki kara tepenin içine yerleştirilen 6 ton uranyum metaliyle 50 ton uranyum dioksiti içeriyordu.Reaktör 2 Aralık 1942 sabahı kadmiyum kontrol çubukları dışarı çekilerek devreye alındı ve zincirleme tepkileşim gerçekleşti, 28 dakika işledi.Gücü 200 Watt olmasına karşın ancak 1 Watt güce ulaşabildi.İkinci Chicago Yığını’ndan Chicago (Pile-2) sonra yapılan denetimli zincirleme çekirdek tepkimelerinin gerçekleştirildiği reaktörlere, çekirdek reaktörleri (nükleer reaktör) adı verildi.
  9. S. Moderatör Uğur

    S. Moderatör Uğur Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    4 Şubat 2008
    Mesajlar:
    8.241
    Beğenileri:
    6.155
    Ödül Puanları:
    36
    Atom Reaktörü:

    Zincirleme çekirdek bölünmeleri sonucu açığa çıkan çekirdek enerjisiyle “denetimli atom enerjisi” üretilebilen makineler karmaşığı, başka bir deyimle,”nükleer reaktör” ya da “bölünüm reaktörü”.Yakıt olarak kullanılan uranyum, plutonyum,toryum gibi ağır elementlerin bazı izotopları,çekirdek bölünmeleri sonu ortaya çıkan hızlı nötronların düşük hıza inmeleri için “yavaşlatıcı ortamla”la (su,grafit,parafin,berilyum gibi) çevrilmiştir.İlk reaktör 1942’de Chicago Üniversitesi’nde kuruldu.İlk denizaltı Nautilus (ABD,1954),Lenin Buzkıranı (SSCB,1959), Savannah Ticaret Gemisi (ABD,1962), ve Ottoltahn (Fed. Alm .1968), Mutsu (Japonya,1974) sivil yük gemileri atomla çalışıyordu.Atom reaktörlerinin araştırma,üretken,enerji üreten,bağdaşık,ayrı cinsten katı ve sıvı yavaşlatıcılı, havuz ve kazan tipi, su kaynatan, basınçlı, yavaş ve orta enerjili, eşlenik, hızlı…gibi türleri vardı.İstanbul Çekmecedeki TR-1 ve TR-2 ile İTÜ’deki reaktör, araştırma türendendir.Reaktörlerin en tehlikeli yönleri radyoaktif sızıntı ve serpintilere neden olmalarıdır.1979’da ABD’deki “Three Mile Island” güç reaktöründe bu tür önemli bir sızıntı oluştu.
  10. S. Moderatör Uğur

    S. Moderatör Uğur Özel Üye Özel Üye

    Katılım:
    4 Şubat 2008
    Mesajlar:
    8.241
    Beğenileri:
    6.155
    Ödül Puanları:
    36
    Atom Saati

    İleri teknolojilerde kullanılan oldukça hassas saatlerin ayarlanabilmesi için standart bir frekans sağlayan bir laboratuar aygıtı.En çok kullanılanları sezyum ve rebidyumlu olanlarıdır.Bir sezyum saati yaklaşık 30 kg ağırlığındadır

    Tarihte yapılan en hassas atom saati, saniyeyi yeniden tanımlamak üzere zamanı saymayı bekliyor. Zamanı atomların titreşiminden ölçen saat, 1018 saniyede bir saniye şaşıyor.



    - Dünyanın en hassas saati, 1950’lerde bilimsel amaçlarla kullanılan atom saatlerinin yeni kuşağı. Atom saatleri, atomların titreşim frekanslarını ölçen cihazlar. Örneğin, ‘caeseium’ atomunun elektronları iki enerji hali arasında saniyede 9.192.631.770 (9 milyar 192 milyon 631 bin 770) kere gidip geliyor. Bu titreşim ölçümü, saniyenin de tanımı sayılıyor. Buna göre, 1 saniye, caesium atomunun 9 milyar 192 milyon 631 bin 770 kez titremesi için geçen zaman aralığı olarak tanımlanıyor.

Sayfayı Paylaş