Bohr Atom Modeli
Bohr’un ilk kez 1913’te açıkladığı atom modeli son derece yalın, ama o ölçüde de önemlidir ve atom fiziğinde bir dönüm noktası olmuştur. Bu model ana çizgileriyle şöyle açıklanabilir: Hidrojen çekirdeğinde bir birim pozitif yük (e) bulunur ve birim negatif yük taşıyan, r uzaklığındaki elektronu Coulomb yasasına göre
F= ke2 / r2
kuvvetiyle çeker (k bir sabittir). Elektronun kütlesi m, ivmesi a ile gösterilirse, bu kuvvet Newton kuramına göre
F= ma
ile eşitlenecektir. Elektron yörüngesinin bir daire olduğu varsayıldığında
a= v2 r,
hareket denklemi de
ke2 / r2 = mv2 / r ’dir.
Buraya kadar yalnızca klasik fizikten yararlanan Bohr, bu noktada, elektronun çekirdeğin çevresindeki hareketinden doğan çevresel momentinin
mvr=nh /2∏ (n= 1,2,3…)
biçiminde kuvantalaştırılması gerektiğini düşündü (h, Planck sabitidir). Bu sonuç hareket denklemiyle birleştirildiğinde, elektronun yörüngelerinin de, yarıçapları
r=(h2 / 4π2mke2). n2
olacak biçimde kuvantalaştığı görülür. n=1 için elde edilen en küçük yarıçap 0.5 x 108 cm’dir ve bugün Bohr yarıçapı olarak bilinir. Kuvantalaşma koşulunun sonucu olarak, elektronu çekirdeğe bağlayan toplam enerji de
E=(1 / 2) mv2 – e2 / r= – ( 2π2mk2e4 / h2).(1 / n2)
biçiminde kuvantalaşmıştır.
Elektronun enerji düzeylerinin kuvantalaştığını gösterdikten sonra, hidrojen tayfını açıklamak için Bohr’un kuvanta kuramını bir kez daha kullanması gerekiyordu. Einstein ’ın fotoelektrik etkiyi açıklamak için yaptığı gibi, ışığın hidrojen atomu tarafından soğurulması ya da yayımlanabilmesi için, ışık enerjisinin hidrojen atomunun kuvantalaşmış iki enerji düzeyi arasındaki farkına eşit olması koşulundan yararlandı:
hv= Em—En
Kuvantalaşmış enerji düzeyleri de bu formüle yerleştirilince, Rydberg sabiti için
R= 2π2mk2e4 / h3
değerini bularak Balmer formülü elde edilir. Tayf analizleri sonucunda Rydberg sabiti çok hassas olarak biliniyordu. Bohr, kendi modelinde bu sabitin değerinin öbür sabitler cinsinden yukarıdaki formüle göre verildiğini ve sayısal değerinin doğru olarak bulunduğunu gösterince, atom modelinin tutarlı olduğuna inandı.
Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi