Atom Fiziği Neyi İnceler? Atom Fiziği Uygulama Alanları

Bilim sürekli ilerleyen, değişen ve bu süreçte yeni dallara ayrılan bir alandır. Günümüzde fizik, kimya ve biyoloji olarak bildiğimiz fen bilimleri bile çok geniş alt dallara sahip olmuştur. Bu alt dallardan birisi de atom fiziğidir. Fizik konusunun bir alt dalı olduğunu adından da anlayabileceğiniz atom fiziği aynı zamanda kimyayla da ilişkilidir. Ancak iki alanda atomlar farklı şekillerde ele alınırlar. Bu yazıda “Atom fiziği neyi inceler,  atom fiziği uygulama alanları nelerdir?” gibi sorulara cevap vereceğiz. Böylece kavramın kendisi hakkında bilgi sahibi olurken aynı zamanda onu anlama noktasında da sağlam bir adım atmış olacağız.

Atom Kavramı

Atom fiziği yukarıda da belirttiğimiz gibi atom kavramıyla alakalı bir alan. Ancak sık bir şekilde nükleer fizik ile karıştırılır. Bunun sebebi ikisinin de ana odağının atom olmasından geliyor. Ancak nükleer fizik atom çekirdeğine yoğunlaşmış bir disiplindir. Bizim açıklayacağımız atom fiziği ise daha genel bir açıdan atomun özelliklerini el alıyor. Yani nükleer fizik, atom fiziğinin bir alt dalı diyebiliriz. Atomla alakalı olmasından ötürü de öncelikle “Atom nedir?” sorusuna cevap vermemiz gerek.

Atom, klasik bir tanım yapacak olursak canlı ve cansız bütün maddelerin en küçük yapı birimidir. Yani evrenimizde var olan bütün maddelerin özelliklerini atomlarda görebilmekteyiz. Yunanca olan “atomus” kelimesinden gelen atom kelimesi bu açıdan bölünemez demektir. Buna karşılık atomun alt parçaları olduğu zaman içerisinde kanıtlanmıştır. Ayrıca atomlar gözle görülemez. Atomları gözlemleyebilmek için buna özel mikroskoplar kullanılmaktadır.

Çekirdek ve çekirdeğin etrafında bulunan elektronlardan oluşan atomların çekirdeği içinde de proton ve nötron denilen maddeler bulunur. Pozitif yüklü protonlar ve herhangi bir yükü bulunmayan nötronlardan ötürü çekirdek kısmı pozitif yüklüdür. Buna karşılık elektronlar ise negatif yüklüdürler. Elektronları ve protonları eşit sayıda bulunan atomlar bu yüzden yüksüz kabul edilir. Bir atomdaki proton sayısıyla element tayini yapılırken bu elementteki iyon sayısıyla da elementteki izotoplar belirtilir.

Atom Fiziği Nedir?

Atomun ne olduğunu açıkladığımıza ve hatırladığımıza göre “Atom fiziği nedir?” konusuna dönebiliriz. Yukarıda atomun hem fizik hem de kimya ile alakalı bir kavram olduğundan bahsetmiştik. Yapısı ve içeriği açısından atom, kimya alanında incelenir. Fizik alanında ise iyonlaşma özelliği ve sahip olduğu enerji açısından atoma bakılır. Bu sayede birçok yeni teknolojik gelişmenin de kapısını aralamış oluyoruz. Atom fiziği de bu gelişmeler için atomların birbirleriyle olan ilişkilerini ele alır. Bu ilişkilerle alakalı manyetik seviyeleri, modelleri ve enerji geçişlerini inceleyen bir bilim dalıdır.

Atomlar çok küçük maddeler olduklarından ötürü onları incelemek için de özel deney yöntemleri geliştirilmiştir. Maddelerin yaydığı ya da soğurduğu elektromanyetik ışınları ölçen spektroskopi de bu yöntemlerden birisidir. Her bir elementin, yani proton sayısı farklı olan atomların özgün dalga boylarında farklı ışınımları vardır. Böylece dalga mekaniği sayesinde de atomlardaki elektronun kütlesi ve yükünü hesaplayabiliriz. Atom fiziği ile birlikte bu şekilde incelenebilecek bazı şeyler aşağıdaki gibidir:

• Atomların sahip oldukları özellikler
• Atomların etkileşim gösterme şekilleri
• Moleküllerinin yapısı
• Sahip oldukları enerji seviyeleri
• Atomda gözlemlenebilen ışımalar
• Atom altı parçacıklar
• Fotonlar ve bunların özellikleri
• Fotoelektirik olayı

Her ne kadar küçük bir madde olsa da görebileceğiniz gibi atom fiziğinin çalışma alanı çok büyük bir genişliğe sahiptir. “Atom fiziği nedir?” sorusu bu inceleme alanlarına ayrıca bakılarak da anlaşılabilmektedir.

Fizik konusunda farklı içerikler okumaktan keyif alıyorsanız, size güzel bir önerimiz daha var: Klasik Fizik Nedir? Neyi İnceler?

Atom Fiziği Uygulama Alanları

Bu kadar geniş bir çalışma alanı olmasından ötürü atom fiziğinin yine geniş bir uygulama alanı da bulunuyor. Örneğin; bugün kullandığımız fotoselli lambalar, Einstein’ın atom fiziği alanındaki fotoelektirik olayı ile ilgili yaptığı çalışmaların bir sonucudur. Elektron mikroskobu ya da lazer teknoloji de atom fiziği örnekleri arasında sayılabilecek buluşlar arasında yer alır. Bu gelişmeler sonucunda tıp alanında yakaladığımız teknolojik ilerleme oldukça büyüktür.

Nanoteknoloji de atom fiziği sayesinde ortaya çıkmış bir çalışma alanıdır. Bu çalışma alanı sayesinde çok küçük maddeleri kontrol edebilmek mümkün hale gelmiştir. Böylece yeni teknolojik gelişmelerin de önü açılmıştır. Örneğin, nanoteknoloji sayesinde kıyafetlerimiz çok daha uzun süreler dayanıklı kalabilir. Hatta yazın bizi daha serin, kışın da daha sıcak tutacak haller alırlar. Atom fiziği incelediği bu alanlar sebebiyle savunma ya da ulaştırma sanayi gibi ciddi alanlarda da kullanılır.