Bilim

Heisenberg Belirsizlik İlkesi

20. yüzyılda fizik ile belirlenemeyen ve açıklanamayan bazı fiziksel olaylar ortaya çıktı. Heisenberg Belirsizlik İlkesi’ni tanımlamadan önce açıklanamayan bazı fiziksel olayların önem taşıyan birkaçından bahsedelim.

1. Kara Cisim Işıması: Kara Cisim Işıması, kara cismin ışınım boyutunun dalga boyu ile alakalı dağılması teorileri ile tanımlanamıyordu. Hatta birçok açıklamada, termodinamik şekilde yer alan kara cismin sadece sıcaklığından dolayı yaptığı ışıma şeklinde dile getiriliyordu.

2. Fotoelektrik Olayı: Fotoelektrik Olayı ise klasik elektromanyetik teorisi ile uyuşmuyordu. Olayın tanımı ise ışığın metalden elektron ayırması şeklinde açıklanıyordu.

3. Compton Olayı: Compton olayında, klasik elektromanyetik teorisi ile uyuşmayan deneysel hesaplamalara rastlanmıştı. Olayın tanımı ise fazla enerjiye sahip X ışınlarının fotonuyla, karbon atomunun özgür elektronunun çarpışmasının ardından elektron ve fotonun dağılması şeklinde açıklanıyordu.

Heisenberg Belirsizlik İlkesi

Tüm bu olaylar neticesinde o dönem içerisinde yapılan tanımlamalarda yaşanan asıl problem, yalnızca ışığın elektromanyetik dalga şeklinde görülmesi olarak belirlendi. Fakat tüm bu olaylar momentumu olan enerji paketlerinden oluşmaktadır. Bunu düşündüğümüz zaman ise uyumlu açıklamalar elde edemeyiz. Einstein, 1905 yılında Fotoelektrik Olayı’ nın sebeplerini çaplı bir şekilde tanımladı. Bu gelişmeler sonrasında belirtilen tüm olayların, aslında ışığın parçacık niteliği ile ortaya koyulabildiğinin kabul edilmesi ile açıklandı.

Broglie, 1924 senesinde hazırladığı doktora tezi içerisinde ”h” Planck sabiti ve ”p” momentum olmak üzere bir dalga boyu formülünün ”λ=h/p” olduğunu savundu. Ortaya atılan bu durum, Bohr atom modeli üzerinde açısal momentumun kuantalanma şartını tanımlamasına neredeyse yakın olduğu için yetkili kişiler tarafından değerlendirildi. Sonrasında ise Davisson ve Germer aracılığı ile ortaya konulan elektron kırınım deneyi sayesinde doğru olduğu ortaya çıktı. Böylece 1929 senesinde Broglie, Nobel Fizik ödülü aldı. Tüm bu açıklamalar ise Belirsizlik İlkesi’ nin zeminini oluşturdu.

Heisenberg Belirsizlik İlkesi

Belirsizlik ilkesinin kısaca anlamına bakmak gerekirse, bir parçacığın momentumu ve konumu eşit zaman dilimlerinde eksiksiz oranlanamaz. Formül olarak, ‘’momentum değişimi= kütle değişimi x hız değişimi’’ olarak belirtilmektedir. Belirsizlik ilkesine daha geniş bir açıdan bakmak gerekirse, normal fizikten farklı olarak kuantum fiziğinde ortaya koyulmuş her fiziksel niceliğe eşitlenen bir gerçek sayı yerine işlemciler bulunmaktadır.

Her fiziksel niceliğe eşitlenen bu işlemciler, normal fizikten farklı şekilde (sayısal değerler yerine matrisler ile) temsil edilir. Buradan anlayacağımız üzere kuantum mekaniğinde ölçüm yapılırken fiziksel niceliklerin düzeni oldukça mühimdir. Bu durumu kısa bir örnekle açıklayalım. Örneğimizde konum ve momentum üzerinden gidelim. Konum ve momentum niceliklerine eşitlenen iki işlemci yer değişikliği gerçekleştiremiyor ise eşit zamanlarda ölçüm yapılması imkânsız olmaktadır. Net sonuçlar yerine ortalama değerler elde edebileceğimizi söylemek doğru olur.

Heisenberg Belirsizlik İlkesi

Sonuç olarak Heisenberg, atom altı dünya hakkındaki bağıntıları anlatmak amacıyla tüm yorum ve deneylerden farklı olarak araştırmalar gerçekleştirmiştir. Böylece ortaya koyduğu ilke ile fizik alanına önemli bir yenilik getirmiştir. Bu önemli katkının dışında ise hem kafalarda soru işareti uyandırmış hem de bazı eleştirilere maruz kalmıştır. Heisenberg, matris mekaniği ile atom altı parçacığın konumuna ve momentumuna ulaşmanın netlik açısından sınır haline geldiğini açıklamıştır. Bu duruma ise Heisenberg Belirsizlik İlkesi denmiştir. Heisenberg İlkesi, kuantum mekaniğinin uyumuna dair soru işaretlerinin yok edilmesine yol açmıştır. Bu şekilde de günümüze kadar gelmiştir.

DAHA FAZLA İÇERİK

“Heisenberg Belirsizlik İlkesi” tarzında

Daha fazla “BİLİM” içeriğine bu bağlantıya tıklayarak ulaşabilirsin!

GETURGEN Dünyasını YouTube’da keşfetmek ister misin? O hâlde bu bağlantıya tıkla!

Ece ÖNEL

Merhaba ben Ece, Dokuz Eylül Üniversitesi’nde okuyorum. Yaklaşık üç senedir freelance olarak içerik yazarlığı ve editörlüğü yapıyorum. Aynı zamanda çalıştığım sitede redaktörüm. Güncel konuları takip etmeyi ve bu konular hakkında yazı yazmayı seviyorum. İyi okumalar dilerim. :)

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

Göz Atın
Kapalı
Başa dön tuşu