buzlu.org

Niels Henrik David Bohr (7 Ekim 1885, Kopenhag - 18 Kasım 1962, Kopenhag), Danimarkalı ünlü bir fizikçidir.

Söylentiye göre, Danimarka halkının övünç duyduÄŸu dört ÅŸey vardır: Gemi endüstrisi, süt ürünleri, peri masalları yazarı Hans Christian Andersen ve fizik bilgini Niels Bohr. Bohr, bilgin kiÅŸiliÄŸi ve insancıl davranışlarıyla, büyük hayaller peÅŸinde koÅŸan gençlere örnek ve esin kaynağı olan bir öncüydü. O, ne Rutherford gibi dış görünümüyle ürkütücü ne de Einstein gibi “arabaya tek başına koÅŸulan at” idi.

Daha önce Rutherford’un olaÄŸanüstü yeteneÄŸini farketmiÅŸ olan Thomson, nedense Danimarkalı gence sıradan biri gözüyle bakıyordu. Tartışmalı bir toplantıda Bohr’un ileri sürdüğü bir çözümü irdelemeden yanlış diye geri çevirir, daha sonra aynı çözümü kendisi dile getirir. Bu olayı içine sindiremeyen Bohr yeni arayışlar içine girer.

Bu sırada bilim dünyasının parlayan yıldızı Rutherford’tur. Katıldığı bir konferansında Rutherford’un coÅŸkusuyla büyülenen Bohr, Cavendish’i bırakır, Manchester’de onun ekibine katılır. Rutherford deneyciydi, Bohr ise kuramsal araÅŸtırmaya yönelikti. Ama iki bilimadamı arasındaki iliÅŸki ömür boyu süren bir dostluÄŸa dönüştü. Öyle ki, Bohr biricik oÄŸluna hocanın adını (Ernest’) verdi. Oysa, bursunun tükenmesi nedeniyle Manchester’de yalnızca altı ay kalabilmiÅŸtir.

Bohr oluÅŸturduÄŸu atomun kuvantum kuramını yayımlamadan önce Rutherford’un incelemesine sunmuÅŸtu. Rutherford her ÅŸeyde basitliÄŸi arayan titiz bir kiÅŸiydi. Bohr’un yazısı karmaşık, uzun ve gereksiz yinelemelerle doluydu. Rutherford düzeltilmesini gerekli gördüğü noktalara deÄŸindikten sonra, “çalışman gerçekten ilginç, kuramının atoma iliÅŸkin pek çok probleme çözüm getirici nitelikte olduÄŸunu söyleyebilirim,” diyerek genç bilimadamını yüreklendirmiÅŸti.

Bohr’un kuramı 1913′te Ä°ngiltere’de yayımlanır. Ne var ki, bilimadamlarının bir bölümünün tepkisi olumsuzdur. Onlara göre ortaya konan, bir kuram olmaktan çok rakamlarla oluÅŸturulmuÅŸ bir düzenlemeydi. Oysa, baÅŸta Einstein olmak üzere kimi bilimadamları, çalışmanın büyük bir buluÅŸ olduÄŸunu farketmiÅŸlerdi. Kuramın, spektroskopi biliminin atomik temelini kurduÄŸu çok geçmeden anlaşılır. Bir yandan da kuramı doÄŸrulayan deneysel kanıtlar birikmeye baÅŸlar.

Kopenhag Teorik Fizik Enstitüsü baÅŸkanlığına getirilen Bohr, 1922′de Nobel Ödülü’nü alır. Artık kısaca “Bohr Enstitüsü” diye anılmaya baÅŸlayan Enstitü’ye dünyanın pek çok ülkesinden genç fizikçilerin akını baÅŸlar. Gelenler arasında Heisenberg, Pauli, Gamow, Landau gibi sonradan ün kazanan genç araÅŸtırmacılar da vardır. Kısa sürede dünyanın en canlı bilim merkezine dönüşen Enstitü bir grup üstün yetenekli genç için bulunmaz bir eÄŸitim ortamı olmuÅŸtu.

Bohr çalışma yaÅŸamında sergilediÄŸi istenç gücünün yanısıra neÅŸe ve mizahıyla gönülleri fethetmesini de biliyordu. Bir teori üzerine tartışırken, sözlerini şöyle baÄŸlamıştı: “Bu teorinin çılgınca bir ÅŸey olduÄŸunu biliyoruz. Ama ayrıldığımız nokta, teorinin, doÄŸru olması için yeterince çılgınca olup olmadığıdır.”

Son önemli çalışmasını, 1939′da yaptı. Yeni keÅŸfedilmiÅŸ olan çekirdek bölünmesinin neden bazı çekirdeklerde olup diÄŸerlerinde olmadığını açıklamak için, bir büyük çekirdek ile bir sıvı damlası arasındaki benzerliÄŸi kullanmıştı. II. Dünya Savaşı sırasında Bohr, New Mexico’daki Los Alamos’ta (ABD) atom bombasının geliş­tirilmesine katkıda bulundu. SavaÅŸtan sonra Kopenhag’a döndü ve burada 1962′de öldü.

Çalışmaları [değiştir]

Bohr’un bilimde ilgi odağı atom çekirdeÄŸine iliÅŸkin deney sonuçları deÄŸil, kuramsal bir sorundu: Bir elektrik birimi olan elektronun atom kapsamındaki davranışının bilinen fizik yasalarına ters düşmesinin nedeni ne olabilirdi? Normal olarak, pozitif yüklü çekirdeÄŸin çevresinde dönen negatif yüklü elektronun, devinim sürecinde, elektromanyetik radyasyon salarak enerji yitirmesi ve çekirdeÄŸe gömülmesi; atomun çökmesi gerekirdi.

Max Planck’ın kara-cisim radyasyon katastrofuna benzer bir katastrof! Planck karşılaÅŸtığı sorunu E = \hbar \cdot \nu denklemiyle açıklamıştı. Bu sorun da belki kuvantum kavramına baÅŸvurularak açıklanabilirdi. Hiç deÄŸilse Niels Bohr böyle düşünmekteydi.

Sorun, “spektrum analizi” ya da “spektroskopi” denen konu kapsamındaydı. Bohr “çizgi spektrası”na iliÅŸkin bir formülden nedense habersizdi. Bohr, formülü bir meslekdaşının yardımıyla sonunda öğrenir. Okul ders kitaplarına bile geçen formülün, Bohr’un gözünden kaçmış olması ilginçtir.

Bir aritmetik oyununu andıran iÅŸlemi 1885′te Balmer adında Ä°sviçreli bir lise öğretmeni bulmuÅŸtu. Buna göre, örneÄŸin, hidrojen spektrumundaki kırmızı çizginin frekansını saptamak için, 3′ün karesi alınır, l bu sayıya bölünür, çıkan bölüm 32.903.640.000.000.000 sayısıyla çarpılır. YeÅŸil çizginin frekansı için iÅŸleme 4, mor çizginin frekansı için 5′le baÅŸlanır. Balmer, formülünü ortaya koyduÄŸunda hidrojen spektrumunda yalnızca üç çizgi biliniyordu. Sonra bulunan çizgiler için iÅŸleme 6, 7, 8, … sayılarıyla baÅŸlanır.

Bohr 1912′de Kopenhag’a döndüğünde çözüm aradığı problemi birlikte getirmiÅŸti. Atomun yapısını açıklamaya çalışan Bohr için Balmer formülü niçin önemliydi? Yanıt basittir: Bohr, Planck sabiti h’yi kullanarak bu formülle enerji kuvantlarından oluÅŸan spektrumu açıklayabileceÄŸini görmüştü.

BaÅŸka bir deyiÅŸle, formülün saÄŸladığı ipucuyla atomların normalde neden enerji salmadığı, elektronların neden hız kaybedip çekirdeÄŸe gömülmediÄŸi açıklık kazanmaktaydı. Bohr’un o zaman bilinen fizikle baÄŸdaÅŸmaz görünen görüşü baÅŸlıca dört nokta içeriyordu:

1. Elektron, olası tüm yörüngelerde değil, yalnız enerjisi Planck sabitiyle bir tam sayının çarpımına orantılı olan yörüngelerde devinir.
2. Elektron, enerji değişimiyle kuvantum yörüngelerinin birinden öbürüne geçebilir; ancak çekirdeğe 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 bölünmesine eşittir:
Frekans = Enerji Kaybı / Planck Sabiti
4. Bir elektronun taşıyabileceği enerjiler sınırlıdır ve bu kesintili enerjiler atomun kesintili çizgi spektrumunda yansır.

Atom yapısının anahtarını, salınan ışığın spektrumunda arayan bu görüşün, birtakım gözlemlere açıklık getirmekle birlikte, doÄŸruluÄŸu kuÅŸkuluydu. Aynı gözlemler baÅŸka hipotezlerle de açıklanabilirdi. Ayrıca, elektronların Bohr’un öngördüğü biçimde davrandığını gösteren somut kanıtlar da ortada yoktu henüz. Kaldı ki, kuvantum yörüngeleri düşüncesi olgusal dayanaktan yoksundu.

Bohr’un hipotezi öncelikle hidrojen spektrumunu açıklamaya yönelikti. Gerçi olgusal olarak henüz yoklanmamıştı, ama hipotezin Balmer formülünde yer alan sayının anlamını belirginleÅŸtirmesi, geçerliliÄŸi açısından önemli bir avantaj saÄŸlamaktaydı. Ayrıca, Bohr’un deÄŸiÅŸik kuvantum yörüngelerinin enerjilerini veren formülü, önerdiÄŸi atom kuramına istenen belirginliÄŸi kazandırır.