2- RUTHERFORD Atom Modeli ve Elektromanyetik Dalga Problemi

 

Konumuz elektromanyetik dalga ile yakından ilgili…
Cevabını bulamadığım bir sorumu sizinle paylaşmak istiyorum.
Sorum şu:
Rutherford atom modeline yapılan itiraz , “elektronun çekirdek etrafında dönmesinin, ivmeli hareket yapması anlamına geleceği, dolayısıyla elektronun ışıma yaparak (EMD yayımlayarak) çekirdeğe düşmesi gerektiği ama böyle bir olayın olmadığı” şeklinde…
Halbuki neden böyle bir itirazda bulunduklarını veya Rutherfordun neden bu itiraza aşağıdaki gibi bir cevap vermediğini anlamıyorum…
Vaktinizi fazla almadan kısaca meramımı ifade etmeye çalışacağım.
************************
EMD, yüklü taneciğin ivmeli hareketi ile oluşur. Burada ivmeli hareketten kasıt elektronun hızlanma veya yavaşlamasıdır. Çünkü hızlanan veya yavaşlayan elektron değişen bir elektrik akımı (elektrik alan) meydana getirir ve bu değişken elektrik alan yine değişen bir manyetik alan oluşturur. Böylece değişen manyetik alan da yeniden bir elektrik alan doğurur. Böylelikle elektrik ve manyetik alanın birbirini doğurduğu EMD oluşur.
Yani EMD ışıması için elektronun hızlanma veya yavaşlaması gerekir ki değişen bir akım oluşsun ve arkası gelsin… Sanıyorum işin püf noktası buradadır…
O halde elektronun çekirdek etrafında sabit süratle dönmesi her ne kadar merkezcil ivmeden dolayı “ivmeli hareket yapıyor” şeklinde tanımlansa da elektronda hızlanma veya yavaşlama ifade etmez. Dolayısıyla elektronun yörünge üzerindeki hareketinden oluşan elektrik akımı, değişken olmayan sabit büyüklükte bir akım olur. Yani bu akımın bir manyetik alanı vardır ama değişken olmayan, sabit büyüklükte bir manyetik alandır ve bu manyetik alan yeniden elektrik alan oluşturmaz. Böylelikle EMD için gereken elektrik ve manyetik alanların birbirini doğurması sürecine girilmez.
Elektronun çekirdek etrafında dönmesi, şeklen ivmeli hareket olarak tanımlansa bile ivmeli hareket ifadesinden kastedilen değişken akım oluşmadığı için Rutherforda yapılan itiraz havada kalır. Yani şeklen kurala uygun bir itiraz gibi görünse de kuralın kastettiği olay gerçekleşmez. O halde bu itiraz neden yapıldı veya Rutherford neden yukarıdakine benzer bir cevap vermedi. Ya da ben nerede yanlış bir düşünceye kayıyorum…

Eğer düşünce şeklimde bir yanlış yoksa EMD tanımını şu şekilde değiştirmek mümkün olur:
EMD, yüklü taneciklerin ivmeli hareketinden (düzgün çembersel hareket hariç) doğar.
Veya EMD, elektronun hızlanma veya yavaşlamasıyla ortaya çıkar.
Böylelikle Rutherforda yapılan itiraz da kendiliğinden düşer.
**************************
Aynı hususta ikinci bir yaklaşımım da şu:
Mesela X ışınlarının elde edilmesinde elektron metale çarparak metal içinde yavaşlar. Elektronun yavaşlamasını sağlayan kuvvet, yavaşlama yolu boyunca fiziksel anlamda bir iş yapar ve yapılan bu iş, elektronun kinetik enerjisinin X ışınına dönüşmesini sağlar.
Halbuki çekirdek etrafında dönen bir elektrona uygulanan (elektriksel) merkezcil kuvvet yörüngeye diktir. Yani fiziksel anlamda bir iş yapmış olmaz. O halde yayımlanacağı iddia edilen X ışını nasıl oluşacak? X ışını üretilmesi içingereken enerji hangi şekilde dönüşecek?
Yani elektronun çekirdek etrafında (Rutherfordun söylediği gibi) düzgün çembersel hareket yaptığını kabul ettikten sonra aynı elektronun “EMD yayımlaması gerektiğini iddia etmeye” geçiş yapamıyorum çünkü merkezcil kuvvet fiziksel anlamda bir yapmamaktadır.
*************************
Sonuç olarak Rutherforda yapılan itiraz ile ilgili olarak açıklanması gereken bazı noktalar var gibi görünüyor…