Bilindigi gibi atomlarda bir çekirdek bulundugunu 1911'de Rutherford ve ögrencileri Geiger ile Marsden, alfa parçaciklarinin saçilmasi deneyi ile göstermislerdi.Fakat çekirdek kimyasinin ve fiziginin dogusu 1896 yilina dek geri götürülebilir. Çünkü bu yil,Becquerel'in uranyum bilesiklerindeki radyoaktiviteyi kesfettigi yildir. Radyoaktifligin kesfinden sonra, rayoaktif maddelerden yalilan isimalar üzerine çesitli arastirmalar yapilmis ve Rutherford bu çalismalari birlestirerek yayinlanan isimalar alfa, beta ve gamma olarak adlandirilmistir. Bu isimalar, elektrik yüklerine, maddelerdeki giriciliklerine ve havayi iyonlastirip iyonlastirmamalarina göre siniflandirilmislardir. Sonradan yapilan çalismalar alfa isinlarinin helyum çekirdekleri, beta isinlarinin elektron ve gamma isinlarinin yüksek enerjili fotonlar olduklari göstermistir.

1911 yilinin iki büyük olayi var: Atom fiziginin kurucularinin ilk toplantisi Solvay Konferansinin yapilmasi. Bu toplantida tarihin en büyük kadinlarindan biri de vardi: Marie Curie. Fotografta ön sirada, soldan ikinci (oturan) Rutherford.

"Üzümlü kek" içinde ne oldugunu anlaminin yolu onun içine "bakmak"tir. Bu isi, Yeni Zelandali bilimci Ernest Rutherford (1871-1937) basardi. O, J.J. Thomson’un yönettigi ünlü Cavendish Laboratuvarina alinan ilk yabanci arastirma ögrencisiydi. Patronunun tersine el becerisi yüksek bir deneyciydi. Ayibaligi sekilndeki biyiklari,iri yapisi ve küfürbazligiyla ün saldi. Bir deneye küfretmenin onu daha iyi sonuç verecegine inanmis olsa gerek! Yeni Zelanda’dan 1895’te geldi. Mesleki basarilarda (hatta evlenmemizde) sans önemli bir yer tutar. O sansliydi. Bu basarida doktora ögrencisi Hans Wilhelm Geiger (1882-1945)ve mezun olmamis bir tufeyli Sir Ernest Marsden(1888-1970) yardim etti. Onlar, bir deney düzenlediler. 1911'de Manchester Üniversitesinde yaptiklari ünlü deneyde, simdi helyum atomlarinin çekirdegi olarak bildigimiz pozitif yüklü,hizli alfa parçaciklariyla ince altin yapragi bombardiman ettiler. Deneyin sonuçlari çok sasirticiydi. Bu deneyin yorumunu anlamak için bu arada nelerin bilindigini belirtmeliyiz: Rutherford, radyoaktif maddelerden yayilan üç tip isima(radyasyon) konusunda ayrintili çalismalar yapmis, bu isimalardan alfa ve betayi kendisi bulmustu(1908). 1908’de radyoaktiflik üzerindeki çalismasiyla Nobel ödülü almisti.

    1900 yilinda Villard da gama isinlarini bulmustu. Onlara gama isimasi adini 1903’te, Rutherford verdi. Gama isinlari isin tedavisinde ve mühendislikte kalite kontrolünde kullanilir. Sonradan yapilan deneyler sonucunda alfa isinlarinin gerçekte helyum çekirdegi, beta isinlarinin çekirdekten çikan elektronlar ve gamma isinlarinin yüksek enerjili fotonlar olduklari gösterilmisti. Alfa parçaciklari, iki elektronunu kaybetmis helyim çekirdekleriydi ve +2 yüklüydü. Rutherford, alfa parçaciklarinin pozitif elektrikle yüklü parçaciklar oldugunu biliyordu. Alfa parçaciklari arti yüklü olduklarindan atomun eksi yüklü bölümü tarafindan çekilmeli, arti yüklü bölümü tarafindan ise itilmelidir. Ama elektronlar,hidrojen atomuna göre 1840 kat hafif, alfa parçaciklari ise hidrojen atomunun dört kati kadar agirdi. Eger elektronu bir pinpon topu ile gösterirsek, alfa parçacigi 12 cm çapinda bir gülleye karsilik gelirdi. Böylece bir alfa parçacigi bir atomun içinden ya da yakinindan geçtiginde, o atomun elektronlari,alfa parçaciginin hareketini hiç etkilemeden tüm yönlerde dagilir.Alfa parçaciklarinin çogu sanki bos uzayda gidiyormus gibi metal yapraktan geçip gidiyordu. Bazilari da sanki bir duvara çarpip yansiyormus gibi gerisin geriye geliyordu. Geiger, bazi alfa parçaciklarinin geriye dogru da saçildigini vurgulayarak Rutherford’a bilgi verdi(1909). Rutherford, 1911’in baslarinda sorunu çözdü ve ögrencilerine “atomun neye benzedigini biliyorum ve güçlü geriye saçilmayi anladim” dedi. O yilin Mayis ayinda atomda çekirdek bulundugunu bildiren makalesi yayimlandi. Bu olayin üzerinde duran Rutherford söyle yazdi: “ Bu olay su ana kadar yasamimda karsilastigim en inanilmaz olaydir. Bu olay, öyle ki 35 santimlik (15 inç kalinliginda) bir parça kagit dokuya tabancayla ates etmenizden sonra, merminin kagit dokudan geri gelerek sizi vurmasina benzeyen inanilmaz bir olaydir.”Üzümlü kek modeli temel alindiginda, Rutherford deneyinde görülen büyük sapmalarin olmamasi gerekiyordu. Çünkü pozitif yüklü bir alfa parçaciginin üzümlü kek modelindeki yük hacmine büyük açili sapmalar yapacak kadar yaklasmasi mümkün degildir. Saçici metal yapraktan floresans(çinko sülfürlü) ekrana gelen alfa parçaciklarinin birim yüzeye düsen sayisi, metal yapragin kalinligiyla, metal yaprakta birim hacimdeki atom sayisiyla ve atomdaki çekirdek yükünün karesiyle dogru orantilidir. Rutherford gözlemlerini pozitif yükün atomun boyutuna göre küçük olan bir bölgede yogunlastigini varsayarak açikladi. Rutherford pozitif yüklü bu yogun bölgeye atomun çekirdegi adini verdi. Deneyler, pek çok çekirdegin yaklasik küresel geometriye sahip olduklari ve tüm çekirdeklerin yaklasik ayni yogunluga sahip oldugunu gösterdi. Aristoteles, “doga bosluktan nefret eder “ demisti, oysa atomlar çok büyük oranda bosluk içeriyordu. Doganin bosluktan nefret ettigi saptamasi Aristo’nun hüsnü kuruntusuydu!

Thomson, kendi atom modelinde elektronlarin atomu dolduran pozitif yüklü madde içinde gömülü oldugunu ve bu nedenle hareket edeyecegini düsünmüstü. Rutherford modelinde ise elektronlar durgun olamaz. Atomdaki elektronlarin çekirdekten epeyce uzakta oldugu varsayildi. Elektronlar niçin pozitif çekirdegin üzerine düsmüyor sorusunu yanitlamak için Rutherford, günes sistemine benzeyen bir model önerdi. Yani nasil gezgenler,Günes çevresinde dolanip duruyor ve Günes’in üzerine düsmüyorsa elektronlar da çekirdek çevresinde öyle dolanip durmalidir.Rutherford’un önerdigi atomun gezgen modelinde iki temel güçlük vardir:

Rutherford modeli su iki soruyu yanitlayamiyordu:1. Elektronlar, çekirdeki üzerine düsmeden nasil hareket ediyor?Her element atomu,elektromanyetik spektrumda kendine özgü belli frekanslari yaymakta ve bunlarin disindakileri yaymamaktadir. Bunun gezgen modeliyle ilgisi nedir? Klasik kurama göre ivmeli bir yükün yani elektronlarin elektromanyetik isima yapmasi zorunlulugudur. Bu modele göre elektron çekirdek etrafinda dolanirken enerji yayar,enerji yaydikça yörüngesinin yariçapi sürekli olarak küçülür,buna karsin dolanim frekansi büyür. Bu da yayilan isinim frekansinin sürekli artisina karsilik gelir. Sonunda elektron çekirdek üzerine düsmeli ve atom çökmelidir.

Elektronlar elektrostatik çekim sonucu spiral bir hareketle çekirdege düsecektir(klasik fizik yasalarina göre). Oysa atomlar yadsinamaz kararliliklariyla ortadadir.

2. Çekirdek boyutu on üzeri eksi ondört metre ve daha küçük boyutlarda oldugu halde pozitif yük, bu küçük ve yogun hacimde nasil dagilmadan durabiliyordu? Arti yükün dogasi gizdi. Rutherford'un ögrencileri Geiger ve Marsden, alfa kaynagini, üzerinde küçük bir delik bulunan kursun perdenin arkasina yerlestirdiler. Böylelikle hedefi küçültmek ve ince bir alfa parçaciklari demeti elde etmek amaçlanmisti. Altin yapragin öbür yanina,kendisine alfa parçacigi çarptigi zaman görünür isik pariltisi veren, hareketli, çinko sülfürlü ekran yerlestirilmisti. Beklenen sey, alfa parçaciklarinin çogunun yaprak içinden dogrudan geçecegi, belki bazilarinin çok küçük sapmalara ugrayacagiydi. Bu beklenti Thomson atom modelinin sonucudur. Çünkü Thomson atom modeli dogruysa, ince metal levhadan geçen alfa parçaciklari üzerine yalnizca zayif elektriksel kuvvetler etkir ve alfa paçaciklarinin momentumlari, bunlarin ilk yollarindan çok küçük sapmalar olacak sekilde ilerlemelerini saglar.Geiger ve Marsden, alfa parçaciklarinin çogunun sapmadan ilerledigini, bazilarinini çok genis açilarda saçilidigini, hatta çok az bir kisminin gerisin geriye döndügünü gördüler. Gelis dogrultusuyla 180 derece açi yapacak sekilde geri saçilan bu parçaciklar, direkt olarak bir çekirdege yönelir ve kafa kafaya çarpisma olur.Bu modelde pozitif yüklü alfa parçaciklariyla atomdaki elektronlarin iliskisi merak edilir. Elektronlar pek küçük kütleli oldugu için alfa parçaciklaninin hareketine bir etki yapamaz.Alfa parçaciklari, elektronlardan yaklasik 7.000 defa daha agir kütleli parçaciklardi. Üstelik bu deneyde kullanilan alfa parçaciklarinin hiz yüksekti. Alfa parçaciklarini bu derece saptirabilmek için büyük kuvvetler uygulanmasi gerektigi açikti. Bu kuvvetlerin Thomson atom modelindeki elektriksel kuvvetlere göre 100 milyon kat güçlü oldugu hesaplaniyordu!Rutherford, sonuçlari açiklamak için, bir atomun pozitif yüklü bir çekirdek ile biraz uzaktaki elektronlardan olustugunu önerdi. Buna göre atomun pozitif yükü ve kütlesi atom çekirdeginde toplanmisti.

Geiger ve Marsden'in deneyleri, daha sonraki benzer çalismalar, hedefleri olusturan degisik metallerin çekirdekleri hakkinda bilgiler verdi. Bir alfa parçaciginin, bir çekirdek yakinindan geçerken ugradigi sapma(karsilastigi elektriksel alan), çekirdek yükünün büyüklügüne baglidir. Bu sapmalardan yanrarlanilarak çekirdek yükü ve çekirdek boyutu konusunda bilgiler elde edildi. Rutherford, 19 Ekim 1937’de sessiz sedasiz ölüverdi. Bohr, ertesi gün ögretmeni ve arkadasi olan Rutherford’un anisina yaptigi konusmada söyle dedi:

Vaktiyle Galileo’nun dedigi gibi… o bilimi buldugundan farkli bir asamada birakti… Yoklugu herhalde simdiye kadar yitirilmis herhangi bir bilim isçisinden daha çok hissedilecek. Lederman, Tanri Parçacigi’nda(1994) onun islevini söyle özetler:“Klasik fizikle çelisen bir çok denel sonuçtan sonra gelen Rutherford’un kesfi tabutun son çivisiydi” Çekirdek kuvvetleri çok kisa mesafeli kuvvetlerdi. Atom çekirdegiyle ilgili kilometre tasi sayilan diger olaylar sunlardir:

1. 1930 yilinda Cockroft ve Walton hizlandirilmis parçaciklarin kullanilmasiyla çekirdek tepkimeleri gözlendi.
2. 1932 yilinda Chadwick'in(1891-1974) nötronu buldu.
3. 1933 yilinda, Joliot ve Irene Curie'nin yapay radyoaktifligi buldular.
4. 1938'de Hahn ve Strassman'in çekirdek bölünmesini (çekirdek fisyonunu) kesfettiler.
5.1942 yilinda Fermi ve ekibi, kontrol edilebilen ilk fisyon reaktörünün gelistirdiler.

ÇEKIRDEKLERIN BAZI ÖZELLIKLERI

Yalnizca hidrojen elementinde çekirdek deyince bir proton bulunan bir izotop durumu vardir. Onun da döteryum izotopunda bir proton bir nötron, trityum denen izotopunda ise bir proton ve iki nötron bulunur. Öteki tüm element atomlarinin çekirdeklerinde proton ve nötron vardir. Çekirdek tepkimelerini izleyebilmek ve anlatabilmek için atomun yapisindan bildigimiz bazi terimleri animsamaliyiz:

1. Z, atom numarasini, yani çekirdekteki proton sayisini gösterir.
2. N, çekirdekteki nötron sayisini gösterir.
3. A, çekirdekteki proton ve nötron sayilari toplamini, yani kütle numarasini gösterir.

Yaygin olarak kullanilan simgelemede element simgesinin sol altina Z, sol üstüne A yazilir:

Rutherford’un atom modeli bir anda fazlasiyla kuramsal zorlukla getirdi. Onun kesfi, Leon Lederman’in deyisiyle bir bakima “klasik fizigin tabutuna çakilan son çivi” idi.

Aslinda negatif elektrik yüküne sahip olan ve çekirdegin etrafinda hizla dönen elektronlarin, çevrelerindeki uzaya elektromanyetik dalgalar yayan küçücük istasyonlar gibi davranmalari bekleniyordu. Bu isimanin hesaplanan dalga boyu,isigin dalga boyuna uyuyordu ki bu da güven vericiydi. Ama bir türlü açiklanamayan durum, elektronlarin bu yörüngelerde kalabilmesiydi. Klasik kurama göre, elektromanyetik isimanin,yörüngedeki elektronlarin enerjisini tüketmesi ve bunun sonucu olarak da elektronlarin daralan bir spiral hareketle 10-8 saniye içinde çekirdege düsmeleri gerekiyordu. Böylece deneyler sonucu elde edilen Rutherford modeline göre atomlar saniyenin yüz milyonda biri kadar bir ömüre sahip olmaliydi. Oysa bunlarin sinirsizca yasadiklarini biliyoruz. Atomlarin kararliligini nasil açiklayacagiz? Bunu Rutherford ile çalismaya gelen Danimarkali fizikçi Niels Bohr (1885-1963)1913’te açikladi. Bohr, atomlarin kararliligini açiklamak için Planck’in kuantum önerisiyle bag kurmayi basardi.

Hidrojen atomunun gözlenen kararliligi, klasik fizik ilkeleriyle bagdasmiyordu. Çünkü klasik elektromanyetik kurama göre elektron bir spiral çizerek çok kisa bir zanman içinde(saniyenin milyarda biri kadar bir zaman içinde) çekirdek üzerine düserdi. Hidrojen atomunda elektronun yörüngesi kendi üzerine kapanmis bir tam elektron dalgasina karsilik gelir. Tel bir halkanin titresimini gözönüne alalim.Titresimler,olusan dalga boylarinin tam katlari olsaydi bu titresimler sonsuz olarak sürüp giderdi. Eger halka boyunca kesirli sayida dalga boyu yerlestirilirse,dalgalar halka üzerinde hareket ederken yok edici girisim olusacak ve titresimler giderek sönecektir. Hidrojen atomundaki elektron dalgalarinin davranisini bir tel halkanin titresimlerine benzetirsek su varsayimi ileri sürebiliriz: yörüngesi bir tam sayi kadar dalga boyu içermek kosuluyla bir elektron, enerji isimaksizin,bir çekirdek çevresinde sürekli olarak dolanabilir. Bu varsayim, atomu anlamada anahtar rol oynar. Çünkü bu varsayim, elektronun parçacik ve dalga özelliklerini tek bir ifadede birlestiriyor. Elektronun dalga boyu, çekirdek ile elektron arasindaki elektrostatik çekimi dengelemek için gereken yörünge hizindan hesaplanmistir. Bu karsit özellikleri ayni anda hiçbir zaman gözleyemeyiz; ama bunlar dogada birbirinden ayrilmaz özelliklerdir.

Cambridge’de J.J. Thomson’un bir ögrencisi olan Niels Bohr, kendi memleketine, Kopenhag’a dönmeden önce, Manchester’da alti aydan az bir süre kaldi. Ancak, kisa ziyaretine ragmen, Rutherford, genç Danimarka’li üzerinde etkili oldu.

Her atomun bir çekirdegi ve elektronlari oldugu anlasilmisti. Thomson, atomik hacmin pozitif elektrik yüküyle dolu oldugunu elektronlarin da bu pozitif yüklü ortamda gömülü, hareket edemez durumda bulundugunu tasarlamisti. Rutherford'un modelindeki elektronlar ise durgun olamaz. Bu elektronlar, kütlenin ve pozitif yükün yogunlastigi çekirdek tarafindan çekilir. Buna göre elektronlari çeken elektrostatik kuvvete karsi onlari yerinde tutacak hiçbir kuvvet yoktur. Klasik fizik ( o zamana dek bilinen fizik yasalarina) açisindan eletronlar ivmelendirilmis elektrikle yüklü parçaciklar olarak isima yaparak saniyenin yüz milyonda biri kadar bir sürede(yol bu kadar) spiral bir hareketle çekirdek üzerine düsmeledir.Dogrudan denendigi baska olgularda basarili olan elektromanyetik kuram, bu öngörüde basarili olamadi. Çünkü çekirdekli atimunu yasadigi bir gerçekti. Bu çeliski su anlama geliyor: Makroskopik dünyada geçerli olan fizik yasalari, atomal boyutta, yani mikroskopik dünyada geçerli olmamaktadir. Incelenen olayin ölçegi küçüldükçe klasik fizgin geçerliligi de azaliyor ve atom anlasilmak istenirse kenislikle dalgalarin parçacik gibi, parçaciklarin da dalgalar gibi davrandigini dikkate almaliyiz. Günlük yasantimizdan edinilenn kavramlarla kuantum kuraminin kavramlari arasinda hiç bir baglanti yok ne yazik ki! Isigi ve elektronu, "hem dalga, hem parçacik" gibi, yani bu ikili tabiatta kavramaktan baska bir seçenegimizin olmadigini animsatmaliyim. Yine ileri gittik galiba. Daha ileri gidecegiz de gitmeden önce genç Danimarkali’nin- o zaman henüz 23 yasindaydi-Bohr' un 1913'te ortaya koydugu kuramin temellerini ve kendisini bir arastiralim.

Niels Bohr, zamanindaki çagdas bulgulari birlestiren bir kuram üretti. Onun önünde biriken denel sonuçlar ve kendi buluslari söylece özetlenebilir:

1. Rutherford'un 1911'de varligini kanitladigi çok yogun, çok küçük hacimde istiflenmis, pozitif yüklü atom çekirdegi; bu çekirdek çevresinde dolanan elektronlar
2. Gaz halindeki atomlarin verdigi çizgisel tayf ve tayf çizgileriyle ilgili daha önce bulunmus yasalar
3. Her elementin, insanlardaki parmak izi gibi, kendine özgü x-isinlari tayfi olusturmasi (Bohr, hidrojen atomunun tayfini ayrintili olarak incelemisti)

4. Bütün bunlari birbirine baglamayi olanakli kilan, Planck'in 1900'de açikladigi kuantum kurami ve Einstein’in 1905’teki foton kavrami(fotoelektrik olayin açiklamasi)

Sürekli enerji kaybeden klasik elektron probleminden kurtulmak için Planck’in kuantumlu enerji düzeyleri düsüncesini yörüngede dolanan elektronlara uyguladi. Bohr, atomdaki elektronlarin kararli durumlar denen ve elektronlar oradayken isima yapmadigi,kararli enerji düzeylerinde bulundugunu öngördü. Daha da ileri giderek elektronlarin bir kararli durumdan baska bir kararli duruma geçmesi halinde yayinlanan isigin frekansini ifade etmek için de Einstein’in foton kavramini kullandi.Bohr kuraminin önermeleri sunlardir:

         1. Elektron, protonun etrafinda Coulomb çekim kuvvetinin etkisi altinda, dairesel bir yörüngede hareket eder.
         2. Hareket, ancak sonlu (kesikli) adimlarla degisime ugrar. Yalnizca belirli yörüngeler kararlidir. Bu kararli yörüngeler,elektronun isima yapmadigi yörüngelerdir.
         3. Elektron yüksek enerjili bir durumdan daha alçak kararli bir duruma “düstügünde”, atomdan isik yayinlanir. Bu düsme, klasik olarak gösterilemez ya da ele alinamaz. Özellikle siçramada yayinlanan fotonun frekansi, elektronun yörüngesel hareketinin frekansindan bagimsizdir.
         4. Elektron yörüngesinin izin verilen büyüklügü, elektronun yörüngesel açisal momentumuna dayanan ek bir kuantum kosulu ile belirlenir. Elektronlarin açisal momentumu yalnizca h/2π ‘nin tam kati degerleri alabilir.

 Bohr, atomik yapi konusunda, yaratici cesaretli bir adim atti: klasik fizigin bazi kurallarini birakti ve onun yerine atomik yapi problemine Planck’in ve Einstein’in kuantum kuramini uyguladi. Bohr, basitçe, çekirdek etrafindaki kararli yörüngelerdeki elektronlarin isik yaymadiklarini ve atomlarin yaydigi isigin bir baska fiziksel yapinin sonucu oldugunu varsaydi. Bohr, Planck’in enerjinin kuantlasmasi fikrinin, elekronlar için ancak belli yörügelerin mümkün oldugu anlamina geldigini gösterdi. Atomlarin kararliligini korumak için Bohr, yörüngedeki elektronun onun altina düsemeyecegi en düsük enerjili yörünge konusunda bir önermede bulundu. Bir elektron daha yüksek enerjili bir yörüngeden,daha düsük enerjili yörüngeye düserken, atom isik yayar. Yalnizca belli elektron yörüngelerine izin verildigi için,elektronlarin yörüngeler arasinda yalniz belli siçramalar olabilir ve sonuç olarak,yayilan isigin enerjisi kuantlasir . Isigin enerjisi rengi ile baglantili oldugu için,atomlar tarafindan ancak belli renklerde isik yayilabilir. Bu sekilde Bohr’un atom modeli, tayf çizgilerinin gizemini açiklamaktadir. Bohr yeni fikirlerini, tek bir protonla onun çevresinde yörüngede tek bir elektronu olan en basit atoma, hidrojene uyguladi. Böyle basit bir atom incelemenin avantaji,elektronun izin verilen yörüngelerinin kesin olarak hesaplanabilir olmasi ve bu nedenle de hidrojenden çikan isik tayfinin belirlenebilmesidir. Ayrica hidrojen atomunun spektrum içzgileri konusunda elde bazi bilgiler vardi. Bohr’un kendi atom modeline dayanan hidrojen isik tayfi ile ilgili hesaplari, deneysel olarak gözlemlenmis olan tayfa yeterince uygun sonuç verdi. Deneysel destek , kurami,bir basari destanina dönüstürdü. Einstein 1913’te bunu “en büyük buluslardan biri” diye niteledi. Bohr’un 1913’teki atilimini, Einstein, otuz yil sonra Özyasam Öyküsü Notlari’nda söyle degerlendirmisti:

“Bütün girisimlerim… tümüyle basarisiz kaldi. Toprak insanin altindan kayiyormus gibiydi,hiçbir yerde üzerine bir seyler kurulabilecek saglam bir temel yokmus gibi görünüyordu. Bu güvenilmez ve tutarsiz zemin, Bohr gibi essiz yetenekli ve duyarli bir adamin,spektral çizgileri ve bana bir mucize gibi görünen- bugün bile mucize gibi geliyor-onlarin kimya için anlamlariyla birlikte atomlarin elektron zarflarinin(kabuklarinin) o çok önemli yasalarini bulmaya güç yetirebilmesine yetti. Bu, düsünce dünyasindaki müzikalitenin en üstün biçimidir”

Atomda Enerji Düzeyleri

James Franck(1882-1964) ve Gustav Hertz(1887-1975) deneyleri atomun temel durumda ve siçramali enerji düzeylerinde bulundugunu kanitlamakta gecikmedi.

Atom spektrumlari, atom içinde ayrik enerji düzeylerinin varliginin kantiydi; ama tek kaniti degil. Atomik dünyada kesikli durum dizilerinin varliginin en kestirme ispatlarindan birisi 1914’te James Franck ve Gustav Hertz,’in yaptigi uyarilma deneyleridir. Franck ve Hertz, farkli elementlerin buharlarini elektronlarla bombardiman ederek, atomlarda belirli durum degisikliklerinin, ancak bombardiman eden elektronlarin belli enerji degerlerine ulastiklari zaman gerçeklestigini gözlediler. Bir atom, bir elektrondan çok daha agir oldugundan, bu süreçte elektron hemen hemen hiç kinetik enerji kaybetmez. Öte yandan, elektronlarin enerjisi belirli bir kritik degere ulasinca, plaka akimi birdenbire düser. Bu olayin yorumu sudur: atomlardan birisiyle çarpisan bir elektron, kinetik enerjisinin bir kismini veya tamamini,bir atomun temel düzeyinden yukaridaki bir enerji düzeyine uyarmak için verebilir. Kritik elektron enerjisi,atomun uyarilma enerjisine karsilik gelir. Franck-Hertz deneyleri, Bohr’un kendi hidrojen atomu kuraminin açiklanmasindan hemen sonra yapilmisti ve Bohr’un temel fikirlerine bagimsiz destek saglamislardir. Bu çalismalari için Frank ve Hertz 1925 Nobel fizik ödülünü paylastilar.

Bohr Kuraminin Sorunlari

Bohr, elektronlarin her enerjiyi degil, belirli enerjileri alabildigini benimseyerek yeni atom kuramini gelistirmisti. Ancak Bohr kurami , çok elektronlu atomlarin karmasik tayf çizgilerini açiklayamiyordu. Kuramsal fizikçiler, Bohr’un fikirlerini aldilar ve daha karmasik atomlara uyguladilar. Ancak, her büyük bilimsel ilerleme gibi, Bohr’un modeli pek çok yeni soruya-daha önce sorulamayan sorulara- yol açti. Bir elektron ne zaman yörüngesini degistirip atomdan isik yayilmasina yol açar? Yayilan isik hangi dogrultuda ilerler ve neden? Bu sorular, Einstein’i zorladi. Klasik fizige göre, hareketin yasalari atom gibi bir fiziksel sistemin gelecekteki davranisini kesin olarak belirler. Fakat isik yayan atomlar ani ve önceden belirlenmemis sekilde hareket ediyor görünüyorlardi. Atomlar siçriyor. Fakat neden ve hangi yönde? Einsitein, ayni aniligin radyoaktivitenin de özelligi oldugunu kavradi. Baslangiçta fizikçiler, atomlarin davranisini klasik elektromanyetizm teorisi çerçevesine uydurmaya çalistilar ve isik kuantumu kavramini kullanmadan kuantum siçramalari bilmecesini yanitlamak için umutsuz girisimlerde bulundular. Kuantum kuraminin anlasilmasi dogrultusunda ilk ve pek ilgi çekici adim 1924'te Niels Bohr, Hendrik Kramers ve John Slater tarafindan atildi;onlar,atom düzeyinde enerji ve momentumun korunumu yasalarini terketme pahasina bu yaklasimi savunan bir yazi yazdilar- bu devrimci bir öneriydi. Onlar görünürdeki çeliskiyi “olasilik dalgalari” kavramini ortaya atarak çözmeyi denidiler. Buna göre elektromanyetik dalgalar artik gerçek dalgalar olarak degil, olasilik dalgalari olarak yorumlanacakti. Bu dalgalarin yogunlugu her noktada belirlenebilecekti. Bu yorum sekli,enerji ve hareket miktarinin korunumu ile ilgili yasalarin da bazi durumlarda geçerli olmayabilecegini,bunlarin da istatistiksel olabilecegi düsünücesine götürdü.( Bu sonuç dogru degildi).Çünkü bu yasalar en iyi test edilmis fizik yasalar arasinda bunuyorlardi. Bu önerinin yapildigi zamanda, korunum (sakinim ) yasalarini tek tek atomik süreçler için geçerli oldugunu gösteren hiçbir dogrudan deneysel kanit olmamisti. Ancak bu kisa sürede gerçeklesti.1922-23’te Arthur Holi Compton(1892-1962) ve A. W. Simon elektronlardan tek tek fotonlar, isik parçaciklari saçilmasini sagladilar. Tek tek elektronlarin izlerini görüntüleyen bir cihaz olan Wilson Sis Odasi’ni kullanarak, yüksek duyarlik derecesi ile tek tek atomik süreçler için korunum yasalarini dogruladilar. 1920’lerin ilk yarisinda yapilan bu deneyler, ayrica Einstein’in 1905 yilindaki isik kuantumu önerisini destekledi. Rutherford ve Compton’unkiler gibi çok sayida yeni atomik deneyle atomun yapisi açiga çikarilmisti. Bu deneyler, teorik fizikçileri yeni ve bilinmeyen bir dünyaya geçmeye zorladi;alisilmis olar klasik fizigin yasalari artik islemiyor görünüyordu. Atomda insan zihni yeni bir mesaji almisti-atomik mikrodünyanin yapisinda yeni bir fizik açiga çikti. Yüzyillarca deney ve fiziksel teorilerle desteklenen determinizmin dünya görüsü yikilmak üzereydi. Bohr, Compton ve Simon’un deneylerinin sonuçlarinin, hem korunum yasalarini dogrulugu, hem de isik kuantumu veya fotonun varligi anlamina geldigini kabul etti. Temmuz 1925'te sonucu söyle özetledi: “Klasik elektrodinamik teorinin gerekli genellesmesinin, doganin tanimini bu güne kadar üzerine kurulmus oldugu kavramlarda köklü bir devrimi gerektirdigi gerçegine hazir olunmalidir.”. Bohr bu devrime hazirdi. Bu, kisa sürede gerçeklesti. Izotoplar

Dalton, verilen bir elementin her atomunun kütle, büyüklük, kimyasal özellik gibi her bakimdan ayni olduklarini öne sürmüstü. 1914-1916 arasinda birbirlerinden bagimsiz olarak Amerikali Thedore William Richards(1868-1928, Kimya 1914 Nobel) ve Ingiliz Frederic Soddy(1877-1956,Nobel Kimya 1921) radyoaktif maddelerden elde edilen kursun elementi örneklerini incelerken,bunlarin ortalama atom kütlelerinin filizlerinden elde edilen kursunun atom kütlesine uymadigini görerek titiz denemelerden sonra su sonuca vardilar: Bir elementin bütün atomlari ayni kütlede olmayabilir. Bir elementin farkli kütleli atomlarina izotop atomlar denir. Izotop atomlarda atom numarasi(Z) aynidir;kütle numarasi (A) farklidir. Izotop atomlarin kimyasal özellikleri aynidir. Bu kütle farkinin nötron sayisi farkindan ileri geldigi daha sonra anlasilacaktir.

Kütlenin yogunlasmis bir enerji oldugu görüsü 1927' de denel olarak da destek buldu. Aston, kütle spektrometresi denen bir aygiti gelistirmisti. Bu aygit atom kütlelerinin çok duyarli olarak ölçülmesini sagladi. Yine bu aygit yoluyla, özellikle nükleer tepkimelerde bir kisim kütlenin enerjiye dönüstügü ve bu dönüsümün Einstein' in ünlü denklemine (enerji= kütlex isik hizinin karesi) uydugu kanitlandi.

“Modern” Atom Kurami, 1925-1930

Burada anlatacaklarim, atomun giderek modellenmekten uzaklastigini gösterecek. Bilimin sag duyuya dayanmayan, akil yürütmenin degil de matematiksel akil yürütmenin sonucunda olustugunu sasarak görecegiz.

Bir elektrik alan, bir atomun spektrum çizgilerini, degisik frekanslarda, birkaç çizgiye daha ayirir(Stark Olayi). Bu durum spin olayi kavranmadan açiklanamaz.

Atomlarin isimasi bir manyetik alan içinde incelendigi zaman olusan tayf çizgilerinin herbirinin bir kaç çizgiye ayirilmasi olayina “yarilma” denir. Çizgilerin ayrikligi manyetik alanin siddetine baglidir. Bir manyetik alanda tayf çizgilerinin yarilmasi olayini 1896’da Hollandali fizikçi Pieter Zeeman (1865-1943) kesfetti. Zeeman olayi, uzay kuantumlanmasinin –atomlardaki orbitallerin varliginin- etkili bir kanitidir.

Bohr kurami, hidrojen atomunun ve atomlarin çizgisel spektrumunun basarila bir açiklamasini vermistir. Ama bu kuramin önemli yetersizlikleri de vardi. Bohr,baslica su iki soruya yanit verememistir:

1. Çok elektronlu atomlarin spektrum çizgilerinde dalga boyu birbirine yakin çizgilerin anlami nedir?
2. Belirli spektrumçizgilerinin ötekilerden daha siddetli olmasini nasil açiklayabiliriz? Yani enerji düzeyleri arasindaki belli bazi geçislerin daha yüksek olasiliklara sahip olmasini nasil açiklayacagiz?

Bu ve baska sorularin yanitlari 1925-27’lerde Erwin Schrödinger,Werner Heisenberg ve baskalari tarafindan verildi. 1900-1925 arasindaki dönemin anlayisina “eski kuantum kurami”, sonraki dönem ise Yeni Kuantum Kurami diye anilir. Modern atom kurami, tümüyle kuantum kurami temelinde yükseliyor. Artik modellenemeyen bir “matematiksel” betimlemenin içinde düsünmemiz gerek. Bu kuram, öncelikle çekirdek çevresindeki elektron “davranisi”ni belirler.

1.Parçaciklarin Dalga Özelligine Sahip Olmasi(Louis de Broglie,1924)
2. Schrödinger Dalga Denklemi ve Parçaciklarin Bulunma Olasiliklari(Schrödinger,1926)
3. Belirsizlik Ilkesi(Heisenberg,1927)

Bu temellere Kuantum Kurami Bölümünde ayrintili olarak deginildigi için burada özet bilgiler verilecektir.

Elektron,Hem Parçacik-Hem Dalga

Elektron, bulundugu zaman tümüyle bir parçacik olarak kavranmisti. Ama sonralari, onun ayni zamanda bir dalga özelligi tasidigi anlasildi. Elektron nedir? Parçacik mi? Evet. Dalga mi? O da evet!

Elektron Nerede Bulunur?

Schrödinger, 1926 yaz aylarinda dalga denklemi türetti. Dalga denklemine göre,örnegin, hidrojen atomunda elektronun konumu kuantize degildir, bu bakimdan,elektronun çekirdek civarinda,birim hacim basina belli bir bulunma olasiligini düsünmemiz gerekir. Fakat öngörülebilen hiçbir konum, hatta klasik anlamda yörünge sözkonusu degildir. Kuantum mekaniginin,aralarinda iliskiler buldugu nicelikler olasiliklardir. Örnegin temel durumdaki hidrojen atomunda elektron yörüngesinin yari çapi tam 5.3x10-11 metre diyecek yerde bunun en olasikli yariçap oldugunu söyleriz. Eger bir çok deney yaparsak farkli degerler elde ederiz;ama bu degerler içinde en çok verilen nicelik elde edilir.

Peki çekirdek çevresindeki elektronlarin bulunma olasiligi yüksek olan uzay parçalarini biliyor muyuz? Evet. Onlara orbital diyoruz. Orbitaller s,p,d ve f harfleriyle simgeleniyor.

Orbital(uzayzaman), matematiksel bir fonksiyon olmakla birlikte, ona fiziksel anlam vermeyi deneyebiliriz: Eleketronu tanecik olarak düsünürsek orbital, atom içerisinde elektronun bulunma olasiligi yüksek bir bölgeyi simgeler. Elektronu bir maddesel dalga olarak düsünürsek orbital, elektron yük yogunlugu yüksek olan bölgeyi gösterir. Elektron “tanecik” olarak kabul edildiginde,elektronun belirli noktalarda bulunma olasiligindan ;elektron “dalga” olarak kabul edildiginde ise, elektron yük yogunlugundan söz ederiz.

Yani elektronun konumu kuantize degildir,bu bakimdan,elektronun çekirdek çevresinde,birim hacimdeki bulunma olasiligini(dalga genliginin karesini, yani dalga siddetini) düsünmemiz gerekiyor.

Eskiden gözlemci(deneyci) ile üzerinde çalisilan nesne birbirinden bagimsiz sanilirdi. Oysa gerçekte gözlemci,deney araçlari ve nesne üçü bir bütün,bir fiziksel dizge olusturur. Böyle oldugu içindir ki elektronun konumunu duyar olarak belirtmek istersek farkli deney,momentumunu duyar olarak belirtmek istersek farkli deney düzenlememiz gerekir. Radyoaktif bir madde örneginde bir yariömürlük zaman dilimi sonunda hangi çekirdeklerin bozunup hangi çekirdeklerin bozunmayacagini ve bunun nedenini bilemeyiz.

Elektronun yerini belirleme konusunda yüzdeler veriyoruz. Elektron yüzde 90 olasilikla su atomik uzayda bulunabilir diye hesaplarimizin sonucunu veriyoruz. Bu olasilik, her ne kadar uzaya dagilmis ise de elektronun kendisi dagilmis demek degildir.

Belirsizlik Ilkesi

Elektronun yerini ve hizini ayni anda belirlemede sorun var mi? Var. Kuantum mekanigi, atom dünyasinin gözlenebilir (ölçülebilir) büyüklükleriyle ilgilenir. Ama belirsizlik ilkesi, atom boyutu için “gözlenebilir büyüklük” kavraminda köklü bir degisiklik yapmistir. Newton mekaniginde bir nesnenin konumu ve momentumu her zaman kesin ölçülebilir degerlerdir. Belirsizlik ilkesi ise ayni anda bunlari duyarli olarak ölçemeyecegimizi bildirir.

Elektronun atom içindeki yerini isik killanarak belirleyebiliriz. Belli dalga boyu olan bir isikla aydinlattigimiz zaman, o dalga boyundan daha küçük ayrintilari seçemeyiz.

Elektronun yerini “görmek” istedigimizde “gördügümüz yer” ,onun gerçek yeri degil de “fotonla itildigi yer” olacaktir. Burada kullanilan isigin dalga boyu düzeyinde bir belirsizlik vardir. Bu belirsizlik, hiçbir zaman sifira indirilemeyecektir.

Benzer sorun elektronun hizini ve ona bagli olan momentumunu belirlemede de karsimiza çikiyor.

Uzatmayayim. Elektronun yerini ve momentumunu ayni anda tam bir kesinlikle belirleyemeyiz. Tam bir kesinlikle bilemedigimiz çok sey var. Bunlari sorun etmeyin. Çünkü en yetkin bilim adamlari bile bunlari kesinlikle bilmiyor! Bu da belki daha alçakgönüllü olmamiz için gerekli bilgiler.

Elektron Spini

Atom kurami,spektral çizgilerde görülen ve önceden tahmin edilenden daha fazla bilesene ayrilmayi,spin kavramina basvurmadan açiklayamaz. Ayrica spinsiz kuram, atomun birçok spektral çizgisinin gerçekte birbirine çok yakin iki çizgiden olusmasinin da açiklamasini yapamaz.

Stern-Gerlach Deneyi

Otto Stern(1888-1969) ve Walter Gerlach’in(1889-1979) ,1921’de ilk kez uzay kuantumlanmasi olayini gösteren bir deney yaptilar. Stern - Gerlach Deneyi diye anilan bu deneyin sonuçlari o zamanlarda varolan kuram ile nicel olarak uyusmuyordu. Gümüs atomlarindan olusan bir demet, homojen olmayan bir manyetik alan içinden geçirildikten sonra iki bilesene ayriliyordu. Deney, baska element atomlariyla gerçeklestirildiginde her durumda demetin iki veya daha çok bilesene ayrildigi görüldü. 1925 yilinda Samuel Goudsmit(1902-1978) ve George Uhlenbeck(1900-1988) elektronun yörüngesel açisal momentumundan baska özünde varolan bir içsel açisal momentuma daha sahip oldugu önerisini getirdiler. Klasik bakis açisiyla bu,elektronun kendi ekseni etrafindae dönmesinden ilerie gelir ve bu nedenle bu açisal momentuma elktron spini denir. Elektronun spin açisal momentumu, hiç degismez. 1927 yilinda Phipps ve Taylor gümüs atomu demeti yerine hidrojen atomu demeti kullanarak Stern-Gerlach Deneyini yinelediler. Demet yine ikiye ayriliyordu. 1929 yilinda Dirac, toplam enerjinin göreli biçimini kullanarak bir potansiyel kuyusundaki elektron için göreli dalga denklemini çözdü ve elektron spininin varligini ve olusumunu dogruladi.

Pauli Disarlama Ilkesi

Atomun kuantum karamina göre yapisini anlatirken bir atomik orbitalin ancak zit spinli iki elektron barindirabilecegini belirtmistik. Her bireysel kuantik durumda, yani her atomik orbitalde, yöndes spinli iki elektron bulunmaz;ancak zit spinli iki elektron bulunabilir. Buna Pauli Disirlama Ilkesi diyoruz. Iki elektronun özdes olmamasini saglayan ya da birbirini disarlayan sey spin durumudur. Iki elektrondan biri bir kuantum durumuna yerlesmisse,bir baskasi o durumu paylasamiyor ve kendine baska “yer” aramak zorunda kaliyor. Burada bir kuantum durumunun enerji, yörüngesel açisal momentum ve bunun bir yöndeki bileseni, spinin ayni yöndeki bileseni gibi niceliklerle belirlendigini söyleyelim. Disarlama ilkesini 1925’te Avusturyali fizikçi Wolfgang Pauli (1900-1958) bir varsayim olarak ileri sürdü. Bu varsayimin kuantum kurami açisindan çözümlemesini 1926’da Enrico Fermi(1901-1954) ve Paul Dirac (1902-1984) gerçeklestirdi.

Bir enerji düzeyine yerlestirilecek elektronlarin sayisi Pauli Disarlama Ilkesiyle belirlenir. Bu ilkeye göre ayni atomik orbitale(uzayzamana) ancak zit spinli iki elektron yerlesebilir. Spin olayi, çok ilginç, klasik nesnelerde bulunmayan bir kuantum niceligidir. Feynman,Kuantum Elektrodinamigi’nde bu konuda söyle der:“Elektronlar, birbirlerinden vebali gibi kaçarlar;ayni spinli (kutuplanmali) iki elektron ayni uzayzaman noktasinda bulunamaz. Buna “Pauli disarlama ilkesi” denir. Bu durum evrendeki atomlarin büyük çesitliligine yol açar. Bu disarlama ilkesinin, atomlarin çesit çesit kimyasal özelliklerinin özü oldugu anlasilmistir. Çevresinde dans edip duran bir elektronla foton alisverisi yapan bir protona hidrojen atomu denir. Zit kutuplanmali iki elektronla foton alisverisi yapan,ayni çekirdekteki iki protona da helyum atomu denir. Görüyorsunuz ki kimyacilarin karmasik bir sayma yolu var: “bir, iki, üç, dört, bes proton” demek yerine “hidrojen, helyum, lityum, berilyum, bor” derler.”

Pauli Disirlama Ilkesi, elektronlarin (ve kendisine bagli öteki parçaciklarin) çok garip bir özelligini de anlatir. Gerçekten günümüzde, özdes iki parçacigin bir ve ayni duruma girmek yolunda birbirlerini karsilikli olarak nasil engelleyebildiklerini anlatmak neredeyse olanaksizdir. Klasik fiziginkilerden büsbütün farkli ve fiziksel yapisi henüz kavranilamayan bir çesit etkilesim (telepati) var ortada. Disarlama ilkesinin fiziksel kökeni konusunda bize bir fikir verebilmek gelecekteki kuramsal fizigin çok önemli ve üstelik de çok çetin bir görevi olacaktir.

Elektron, Çekirdek Üzerine Neden Düsmüyor?

Hidrojen atomunda bir elektron var. Dolaysiyla onun Pauli Disarlama Ilkesiyle ilgisi yok. O halde elektronun çekirdek üzerine düsmeyisini nasil açiklariz? Bunun yaniti da Heisenberg belirsizlik ilkesinde yatiyor. Çekirdek arti yüklü protondan ibaret, eksi yüklü elektronu kendine dogru çekiyor; ama elektronun hapsedilecegi “yer” küçüldükçe, Belirsizlik Ilkesi yüzünden “hizi” ve kinetik enerjisi artiyor. Elektrostatik çekim ve Belirsizlik ilkesinin sagladigi denge, elektronu çekirdek çevresinde belli bir uzayda tutuyor!

Sonuç

Feynman diyor ki:
Atomlarin hepsinin ayni genel yapida oldugu görülüyor. Bir çekirdekleri ve bu çekirdek çevresinde elektronlari bulunuyor. Yalnizca hidrojen elementinin bazi atomlarinda nötron yok; öteki hidrojen çekirdekleri, yalnizca protondan ibaret. Hidrojen disindaki atomlarin çekirdeginde protonlar ve nötronlar bulunur. Yildizlari görüyoruz, atomlari görüyoruz ve bunlar isik yayiyor. Isik, foton denen enerji paketçikleriyle tanimlaniyor. Yerçekimine gelince, eger kuantum kurami dogruysa, kütleçekiminin de parçacik gibi davranan bir tür dalga olmasi gerekir. Bu parçaciklara graviton diyoruz.

Bir de beta bozunmasi olayi var: Burada bir nötron, bir proton ile bir elektron ve bir nötrinoya (daha dogrusu anti-nötrinoya, çünkü nötrino denen baska bir parçacik da var) ayrisiyor. Bildigimizi varsaydigimiz parçaciklarin bir listesini çikaralim:

Elektronlar, fotonlar, gravitonlar, nötrinolar; nötronlar, protonlar ve bunlarin her birinin anti-parçaciklari var.

"Bilebildigimiz kadariyla, evrenin her yerinde gerçeklesen düsük enerjili olaylar, yani bütün normal olgular, siraladigim bu parçaciklarla açiklanabiliyor. Orada burada yüksek enerji parçaciklarinin yol açtigi bazi istisnalar var, laboratuvarda da bazi "garip" seyler yapmayi basardik. Bu özel durumlari saymazsak, bildigimiz bütün olaylar bu parçaciklarin etkileri ve hareketleri ile açiklanabilir. Örnegin, hayatin kendisinin atomlarin hareketleri ile açiklanabildigi, ilke olarak varsayilir; bu atomlar da nötron, proton ve elektronlardan olusmustur. Hemen sunu eklemem gerekir ki "ilke olarak " dedigim zaman kastettigim sudur: herseyi anlayabilirsek, hayat olgusunu da anlamamiz için fizikte kesfetmemiz gereken yeni bir seye gerekisinim olmadigi kanisindayiz. Bir baska örnek de yildizlarin enerji yaymasinin (yildiz veya Günes enerjisi) parçaciklarin nükleer reaksiyonlari yoluyla açiklanabilecegi varsayimidir.

Bugün bilebildigimiz kadariyla, atomlarin davranma biçimleriyle iligili her türlü ayrinti bu atom modeliyle kesin bir sekilde açiklanabilmektedir. Hatta sunu söyleyebilirim: Bugün bildigimiz bütün olgular arasinda, bu yolla açiklanamayacagindan emin oldugumuz veya derin bir sir içeren hiçbir olay olmadigini saniyorum.

Kaynakça

1.Beiser, Arthur; Çagdas Fizigin Kavramlari,Diyarbakir ,2.Baski- 1989
2.Bernstein, Jeremy; Einstein,Çev: Nazan Hekim Tugbay, Nar yay-1994
3.Bronowski,J.; Insanin Yücelisi, Çeviren: Filiz Ofluoglu, Milliyet Yayinlari-Aralik 1975
4.De Broglie, Louis; Yeni Fizik Kuantumlari (1937), Çev: Yakup Sahan, Kabalci yayi-1992
5.Einstein, Albert &Infeld,Leopold; Fizigin Evrimi(1938), Çeviren: Öner Ünalan, Onur yayinlari,Üçüncü Baski,Kasim-1994
6. Feynman, Richard P.; Kuantum Elektrodinamigi (1985), Çeviren: Ömür Akyüz, Nar yayinlari,Ekim -1993
7.Feynman,Richard P.; Alti Kolay Parça Feynman, Çeviren:Tolga Birkandan &Celal Kapkin, Evrim Yayinlari,(Ocak-2002)
7.Gamow, George; 1-2-3 Sonsuz (1946/1961), EvrimYayinlari, Çeviren: Celal Kapkin ,Agustos-1995
8.Gamow,George, Bay Tomkinsin Serüvenleri (1940/1965), Çeviren: Tuncay Incesu, Evrim Yayinlari-1998
9.Gjertsen,Derek; Bilim ve Felsefe- Dün-Bugün(1989);Çeviren: Feride Kurtulmus,Say yayinlari-2000
10.Gönenç,Güney; Hep Aranizda Olacagim, Sarmal Yayinevi ,Subat- 1994
11.Heisenberg,Werner; Fizik ve Felsefe (1963),Çev:M.Yilmaz Öner, Mayis-1993
12.Hoffman, Banes; Einstein- Yaratici ve Baskaldiran, Çeviri: Celal Kapkin, Evrim Yayinlari-1995
13.Infeld, Leopold; Albert Einstein,Çeviren: Cemal Yildirim, Bilgi Yayinevi(1999)
14.Kuhn,Thomas; Asal Gerilim (1977), Çev: Yakup Sahan, Kabalci ya (1994)
15.Lederman, Leon; Tanri Parçacigi(1993) Çev:Dr.Emre Kapkin Evrim Bilim dizisi 22(2001)
16. Marshall,Ian-Zohar,Danah; Kim Korkar Schrödinger’in Kedisinden-A’dan Z’ye Yeni Bilimin Klavuzu,Çeviren: Orhan Düz-Gelenek Yayincilik-2002
17.Pagels,Heinz R.; Kozmik Kod:Doganin Dili/Kuantum Fizigi (1981), Çeviren: Nezihe Bahar, Sarmal Yayinlari-Ekim 1993
18.Petrucci ve Harwood, Genel Kimya, Çeviri editörü: Tahsin Uyar, Palme yayi,Ankara 1994, s: 294-295)
19. Saçlioglu, Cihan;Felsefenin Kuantum Mekaniksel Temelleri, TÜBITAK-BTD( Ekim 2000)
20.Serway,Raymond A.;Fen ve Mühendislik Için Fizik (1990),Çev: Kemal Çolakoglu Editörlügünde, Palme Yayincilik(1995)
21.Tez, Zeki ;KimyaTarihi,V Yayinlari -Kasim 1986
22.Weinberg, Steven; Atomalti Parçaciklar(1990),Çeviren: Zekeriya Aydin,TÜBITAK Yayinlari(2002)
23. Yildirim,Cemal; Bilimin Öncüleri,TÜBITAK Yayinlari-Mart 1995