BILIM Y

1
BILIM YÖNETIMI KONFERANS 32 MEKANIZMA
PARADIGMASI DEGISIM! KUANTUM MEKANIGI ÖRNEK
ATOMUN KUANTUM MODELI FREDERICK BETZ PORTLAND
STATE UNIVERSITY
2
BILIM YÖNETIMI FELSEFESI
BILGI BILGI SÜRECI DURUMU
TEKNIK BILIMSEL
BILIMSEL ISLEMLER YÖNTEM
PARADIGMA (EPISTEMOLOji)
(ONTOLOJI) IDARI BILIM
BILIM FAALIYETLER YÖNETIMI
UYGULAMASI (ORGANIZASYON) (TEKNOLOJI)
BILIM YÖNETICILERI BILIMI, HER HANGI BIR BILIM
DALINDA UZMANLASMADAN ANLAMALIDIRLAR. BUNU
GERÇEKLESTIRMENIN YOLU BILIMSEL PARADIGMALARDAN
GEÇER BILIMIN ENTELLEKTÜEL ÇERÇEVESI
3
BILIM DALLARI, PARADIGMALARIN GENEL ÇERÇEVESI
IÇERISINDE TEORI OLUSTURURLAR BILIMSEL
META-TEORILER.
BILIM DALI
TEORI
META-TEORISI (BILIMSEL PARADIGMA)
4
ELEKTRONUN KESFI VE ILK ATOM MODELI J.J.
THOMSON J. J. Thomson 1897de, Cambridge
Üniversitesinin Cavendish Laboratuvarinda
elektronun atomun bir alt parçasi oldugunu
gösterdi (bu nedenle fizik dalinda 1906da Nobel
Ödülü aldi). J. J. Thomson (1865-1940)
Ingilterede, Manchesterda dogdu. Daha sonra
Cambridge Üniversitesine devam etti, 1883de
master derecesi aldi. Daha sonraki yil
Cambridgede profesör oldu. Daha sonra her iki
ucuna elektrik voltajlari yerlestirildiginde
içinden isinlarin geçtigi bir gaz tüpü olan
yeni katod tüpü üzerinde çalisti. Bu isinlarin
elektron olarak adlandirdigi parçaciklardan
olusan elektrik akimi oldugunu gösterdi.
5
Daha sonra Thomson, atomun elektron ve
protonlarin kombinasyonundan olustugunu ileri
sürdü (elektronlarin erikler gibi positif bir
puding içinde gömülü oldugu erikli puding
modeli olarak adlandirilan).
Bilimdeki yeni fikirler felsefede çok önceden var
olabilir. Ama onlar hala yalnizca felsefi
fikirler olup bilimsel degildirler. Örnegin,
felsefede atom fikri çok eski dönemlerde, Sokrat
dönemi öncesi bir felsefeci olan Democritus
(460-370 BC) tarafindan önerilmisti. Democritus
Thracede dogmustu ve her seyin atomon ya da
bölünemeyen elementler adini verdigi küçük ve
degismeyen birimlerden olustuguna inaniyordu. Ama
Newtonun mekanizma paradigmasi uzay boyutlu bir
açiklama içerir. Böylece Thomson atomlarin
elektronlara ve pozitif pudinge bölünebilmesi
üzerine çalismaya basladi.
6
GEIGER-MARSDEN DENEYI ILK BILIMSEL ATOM
MODELI ERNEST RUTHERFORDUN YÖNETIMINDEKI
ARASTIRMA POJESI
Ernest Rutherford (1871-1937) New Zealandda
dogdu. Nelson College ve Canterbury Collegede
okudu. 1883de, BA, MA ve BSc dereceleri ile
mezun oldu. Elektrik teknolojisinde arastirma
yapmak için iki yil okulda kaldi. 1885de,
Cambridge Üniversitesinin Cavendish
Laboratuvarinda yüksek lisans yapmak için
Ingiltereye gitti. Radyoaktivite konusunda
arastirmalar yapti ve atomun radyoaktif
fenomenasinda alfa, beta, and gama isinlarini
ayirabildi. Alfa ve beta terimlerini dünyaya
tanitti.
7
RUTHERFORD, RADYOAKTIF OLARAK BOZULMUS ISINLARI
ALFA, BETA VE GAMA ISINLARINA AYIRDI Alfa
isinlari, atomlardaki radyoaktif bozulmalardan
kaynaklanan alfa parçaciklari akimidir. Beta
isinlari elektronlarin akimindan olusur. Gama
isinlari, yüksek-enerjili elektromanyetik
dalga-parçaciklari, yani fotonlardir.
Alfa isinlari iki protonlu ve iki nötronlu Helyum
çekirdeginin akimidir. Bunlar bazi elementlerin
(radyum ya da uranyum) radyoaktif bozulmasindan
kaynaklanirlar. Bir atomun radyoaktif çekirdegi
(Radyum gibi), bir alfa parçaciginin çikarilmasi
ile bozulabilir. Iki protonlu ve iki nötronlu
Helyum çekirdegini (alfa parçacigi ) olusturan
parçaciklar kuvvetli bir çekirdek kuvveti olan
gluons ile birbirine baglanmistir böylece
kuvvetli bir nükleer kuvvet olusur.
8
Rutherford, bir radyoaktif atomun yari ömrü
dedigi farkli atomlarin farkli zamanlardaki sabit
bozulma oranlarini inceleyerek radyo aktivitenin
atomlarin kendiginden parçalanmasi ile olustugunu
kanitladi. Bu çalismasi ona 1908 yili Fizik Dali
Nobel Ödülünü kazandirdi. Rutherford, 1907
yilinda Manchester Üniversitesi Fizik Bölüm
Baskani olarak Ingiltereye geri döndü. Baskan
olan Rutherforda üniversite tarafindan bir fizik
arastirma laboratuvarini yürütmesi için gerekli
zaman ve bütçe verildi. Burada atomun yapisi
üzerine tasarimlar yapabilecek ve bu konuda ünlü
deneyler yapacak bir grup arastirmaciyi
yönetebilecekti.
Hans Geiger (1882-1945) Almanyada dogdu ve 1906
yilinda Erlangen Üniversitesinde fizik
doktorasini tamamladi. 1907 yilinda Rutherfordun
daveti ile ile Ingiltereye giderek onun için
çalisti. Geiger Almanyaya dönerek, Berlindeki
Physical-Technical Reichsanstaltin basina geçti
ve sonrasinda 1925 yilinda Keil Üniversitesinde
profesör oldu. Geiger, II. Dünya Savasi
sirasinda, atom bombasi yapma girisiminde bulunan
Alman grubun bir parçasi olacaktir. Ernest
Marsden (1889-1970) Ingilterede dogdu ve lisans
ögrenimi için Manchester Üniversitesine
kaydoldu. Rutherfordun laboratuvarinda ünlü
deneylerin katilimcisi bir lisans ögrencisi
olarak Geigerin altinda çalisti. Marsden daha
sonra 1914 yilinda Yeni Zelandadaki Victoria
Üniversitesine gidecekti. I. Dünya Savasi
sirasinda Kraliyet Mühendisi olarak hizmet etti
ve 1924 yilinda Yeni Zelanda Bilimsel ve
Endüstriyel Arastirma Departmanini kurmak için
Yeni Zelandaya döndü.
9
1909 yilinda Rutherford Laboratuvarlari, Geiger
ve Marsden ince bir altin varagi alfa tanecikleri
ile bombardimana tuttular. Deney güçlü olmayan
bir mikroskop altinda karanlik bir odada
gerçeklestirildi. Geiger ve Marsden isigin küçük
pariltilarini, çinko sülfür parlak bir ekrana
çarpan daginik tanecikler olarak gördü.
Taneciklerin çogu varagin içine isleyerek ve
bunlarin bazilari emilerek varagin içinden
geçtiler. Rutherford alfa taneciklerinin çogunun
varagin içinden geçmesini, bazilarinin ise
hafifçe sapmasini bekliyordu. Ve bu gerçeklesti.
Fakat yaklasik 8000 denemede bir kez alfa
tanecikleri varaktan kaynaga dogru yansidi--sanki
sert bir nesneye çarpmis gibi. Bu fenomen geri
dagilma olarak adlandirildi. Klasik fizikte
geri dagilma, sert bir nesnenin baska bir sert
nesneye çarparak geriye dogru saçilmasi ile
meydana gelebilir.
10
Geri Dagilma Thompsonin atomun plum pudding
modeli ile açiklanamamaktadir. Plum pudding
modelinde alfa tanecikleri pozitif yüklü puding
tarafindan emilebilir ve elektronlar (pudingin
içindeki parçalar) alfa taneciklerinden daha
küçük ve çok daha olan agir alfa taneciklerinin
geri dagilimi için çok küçüktüler. Alfa
tanecikleri altin atomunun küçük, agir ve sert
çekirdegine çarptiklari zaman geri dagilma
olustu. Bunun anlami atomun merkezi elektronlarla
çevrili küçük, agir ve sert bir çekirdege
çarpmasi gerekliligi idi. 1911 yilinda
Rutherford alfa dagilimi ile ilgili analizlerini
atomun Rutherford modeli olarak yayinladi.
Model, merkezde atomik bir çekirdek (günes gibi)
etrafinda dönen elektronlar (gezegenler gibi) ile
günes sistemi modeline benzemekteydi. Atom,
yörüngede bir elektron bulutu tarafindan
çevrilmis küçük bir atomik çekirdekten
olusmaktaydi. Günes sistemi gibi atom da
çogunlukla bosluktaydi. Rutherford, günes
sisteminin erken (1638) Copernican modeline
benzetildi.
HIDROJEN ATOMU MODELI IÇIN KLASIK GÜNES
BENZERLIGI
. .
Yörüngedeki elektron
Proton ve Nötrondan olusan Hidrojen Çekirdegi
11
Tabiki Rutherford elektromanyetizm teorisinden
dolayi atomik sistem ile günes sistemi arasinda
bir benzerlik oldugunun dogruluguna
inanmamaktaydi. Çünkü elektromanyetizm
teorisinde yörüngedeki gerçek bir elektron
elektromanyetik enerji yayabilen bir tanecik
gibidir- bu nedenle hiz kaybeder ve sonunda
çekirdek içinde çöker. Elektromanyetik teori
hizlanan elektronlarin enerji yaydigini tahmin
etmekteydi. Deney bunun dogru oldugunu gösterdi.
Ve dönüs yönünün sürekli degismesi ivmedir
hizin yönü degisirken hiz da degisir.
Rutherford atomun uzaysal modelinde çekirdegin
uzaginda dönen elektronlarin deneysel olarak
dogru oldugunu biliyordu. Fakat bu fiziksel
olarak nasil mümkün olmaktaydi? Yeni bir atom
modeline ihtiyaç oldugunu biliyordu. Daha sonra
asistanlarindan biri olan Niels Bohr sonunda bir
cevap bulacakti Kuantum Atom.
DOGA MEKANIZMA PARADIGMASI IÇINDE BIR PARADIGMA
DEGISIMINE IHTIYAÇ DUYAR.
12
Niels Bohr (1885-1962) elektronlarin atomun
çekirdegi etrafinda nasil dönebildikleri konusunu
çözdü. Bohr Danimarkada dogmustu. Genç yasta
lisans ögrenimi için Ingiltereye Trinity
College, Cambridgea gitti. Daha sonra
Danimarkaya dönerek 1911 yilinda Copenhagen
Üniversitesinde doktorasini tamamladi.
Ingiltereye dönerek Bohr Manchester
Üniversitesinde Ernest Rutherfordun yönetiminde
doktora sonrasi arastirma yapti. Burada Bohr
Rutherfordun deneylerini ögrendi ve kendini
atomun yapisinin teorik olarak modellenmesine
adadi. 1913 yilinda Bohr kendi atom modelini
yayinladi.
13
DENEYSEL TEMEL HIDROJEN ATOMUNUN RYDBERG
SPEKTRAL ÇIZGILERI
Fotonlar elektromanyetik alanin kuantum
parçaciklaridir.Uygun frekansa ait bir isik bir
atom üzerinde görüldügünde, isik fotonu atomun
yörüngesindeki elektronlardan biri tarafindan
emilir. Daha sonra bu elektron ayni frekanstaki
protonunu salarak, alt yörüngesine geri çekilir.
Iste bu isigin atomlar tarafindan emilimi ve
yayilimi fenomenidir . Hidrojen gazi ile ilgili
deneysel çalismalar Heinrich Rubens (1865-1922)
tarafindan yapilmistir. Hidrojen atomu tarafindan
gerçeklestirilen isik yayimi ile ilgili
deneylerin matematiksel çalismasi 1885 yilinda
Johann Balmer tarafindan yapilmistir. Balmer
hidrojenin spektral çizgilerinde bulunan
dalgaboylarinin davraslarini özetleyen analitik
bir formül bulmustur. Balmerin formülü. 1890
yilinda Rydberg isitilmis alkali metaller
tarafindan spektral isik yayimi sirasinda olusan
dalgaboylarinin davranislarini anlatan analitik
bir formül yayinladi. Ayni zamanda, Rydberg
hidrojenin spektral çizgilerinin (Balmerin
formülü) daha genel alkali metal yayimi
davranisinin özel bir durumu oldugunu gösterdi.
Balmer
Rydberg
14
Bir detöryum lambasindan gelen Balmer spectral
çizgileri .Hidrojenin bir protonu ve bir
elektronu vardir. Detöryum hidrojenin izotopudur,
bir proton ve bir nötronu çekirdeginde bir
elektronuda yörüngesindedir. Db ve Da spektral
çizgileri elektronun yüksek enerji yörüngesinden
düsük enerji yörüngesine geçisinde yayilan
fotonlardir.
15
Formülün frekanslarindaki gibi atom çevresindeki
yüksekten düsüge enerji siçramalarinin nasil isik
fotonlarini emdigini Balmer-Rydberg formülündeki
açiklamadan anladi. Isik parçaciginin yayimi,
foton, elektronun yüksek yörüngeden düsük
yörüngeye geçisinde olur. Bundan dolayi, Bohr bu
deneysel ölçümleri kendi atomik modelinin gerçek
olup olmadigini sorgulamak için kullandi. Fakat
Bohr kendi modelini kurabilmek için Newton
mekanigiyle beraber temel bir kavramsal açilim
yapmak zorundaydi paradigma degisimi. Eger
atomun çekirdeginin yörüngesinde haraket eden
atomlar varsa Bohr ve Rutherford bunun elektron
hakkinda klasik olmayan birsey oldugunu biliyordu
hizlanan elektronlarin olusturdugu klasik
elektromanyatik radyasyondan dolayi.
16
Niels Bohr (1885-1962) elektronlarin atomun
çekirdegi etrafinda nasil döndügü konusunu çözmek
zorundaydi. Bohr Danimarkada dogdu. Gençliginde
Ingiltere Trinity College, Cambridgee lisans
egitimi almaya gitti. Danimarkaya döndü ve
1911 yilinda Copenhagen Üniversitesinden
doktorasini aldi. Ingiltereye Manchester
Üniversitesindeki Ernest Rutherford yönetiminde
doktora sonrasi arastirma yapmak için döndü.
Orada Bohr Rutherfordun deneylerini ögrendi ve
kendisini atomun yapisini teorik olarak
modellemeye adadi. Atomik ölçüde temel
parçacigin ne oldugu felsefi düsüncesi yeni
matematiksel düsüncelerle birlikte yeni olgusal
düsünceleri (seyahat eden dalga paketleri
gibi). (madde dalgasi gibi) gerekli
kildi. Bohr atomu modellemek için kullandigi
yeni felsefi düsüncelerini nereden aldi?
17
Newtonun 1600ün sonlarinda mekanikteki bilim
zaferinden sonra ve Maxwellin 1800lerin
ortasindaki bilim zaferinden sonra fiziksel
bilimlerin sahip olabilecegi çagdas gözlemerin
onun temeli üzerine oturdugu düsünüldü ama gerçek
bu degildi . Max Planckin arastirmasi
atomlarin isinlarini kesikli miktardaki enerji
seklinde yaydigi düsüncesini saptayacakti. Max
Planck (1858-1947) Almanya Kielde dogdu ve 1874
yilinda Münih Üniversitesine basladi.
Arastirmasini isinin mekanik teorisi üzerine
yogunlastirdi ve 1894 yilinda kara cisim
radyasyonu fiziksel fenomeni çalismalarina
basladi. Bir elektrik sirketi ondan yeni elektrik
ampüllerinden en fazla isigin verimli bir sekilde
nasil elde edilebilecegi hakkinda arastirma
yapmasini istedi.
18
Planck kanunundan 4 yil sonra, 1905 yilinda
Albert Einstein mekanigin yeni kuantum fikrine
yeni seyler ekledi Gaz moleküllerindeki
oynamalar, atomik maddenin genelde isikla nasil
etkimeye girdigine bir örnektir dalga olarak
yayilir ancak maddelerle bir çesit partikül
olarak etkilesime girer. Baska fiziksel bir
olayda, fotoelektrik etkisi, isigin atomun
elektronlari tarafindan emiliminin (emisyonun tam
tersi) ayni zamanda farkli desteler halinde
olustugunu (isik kuantumu) yazdi. Einstein
fotonun enerjisinin (E), frekansina ve Planckin
sabit terimi ile dogru orantili oldugunu önerdi
E hv.
19
Albert Einstein (1879-1955) Wurttembergde,
Almanyada dogdu. Einstein 1901de Isviçrede,
Zürihde Isveç Federal Enstitüsünden ögretim
diplomasi alarak mezun oldu. Ögretim pozisyonlari
aradi. Ancak böyle bir pozisyon bulamayinca,
1903de Isveç Federal fikri haklar ofisinde
patent patent denetçi yardimcisi olarak ise
girdi. 1905de, fizik dergisi Annalen der
Physikde Einstein tarafindan 4 makale
yayinlandi (1) Isigin elektronlarla farkli
enerji desteleri halinde tepkimeye girdigini
gösteren fotoelektrik etkisi (2) Moleküllerin
dogrudan bir gerçegi olarak, bir sivi içerisinde
askida duran partiküllerin rastgele olusan
yollarini anlatan Rassal Brownian hareketi (3)
Evrenin her yerinde isik hizin ayni degerde ve
sabit oldugunu varsayan özel görelilik, bir
cismin kütlesinin o cismin hizi arttikça
neredeyse isik hizi kadar artacagini
belirtir (4) Kütlenin enerjiye Emc2 oraninda
çevrilebilecegini gösteren madde ve enerji
denklemi.
20
Böylece, Newtonin isigin, dalganin ya da
patikülün dogasi ile ilgili aklina takilan
noktalari, doga cevaplandirdi. Maxwellin
denklemine göre, isik elektromanyetik dalgalar
olarak yayilir. Ancak, isik atomlarla etkilesime
girince, h E/v formülüne göre enerjiyi ayri
demetler (quanta), olarak geçiren madde (atomlar)
gibi hareket eder. Böylece, Planckin sabit h
terimi isik ile enerji arasindan geçen minimum
enerji demetini içerir. Klasik fizikte, makro
ölçüde, cisimler arasinda sürekli, bir dizi
enerji transferi olabilir. (Newtonian mekanigi).
Ancak mikro ölçüde (atomik düzey), isik ve
atomlar arasinda, sadece kesikli enerji
tarnsferleri olur. (Kuantum mekanigi).
FIZIKTE, NEWTONIAN MEKANIGINDEN, QUANTUM
MEKANIGINE KAYAN PARADIGMA, FIZIKSEL OLAYLARDA
BIR ÖLÇÜ DEGISIMINI GEREKTIRIYOR MAKRO
SEVIYEDEN ATOMIK SEVIYEYE. PARADIGMALAR DOGAYI
TAKIP EDER VE DOGA PARADIGMALARI TAKIP ETMEZ.
21
Simdi 1992 yilinda Cambridgede Niels Bohrun
labaratuvar hikayesine geri dönelim. Bohr,
Planckin parlayan isiklarin enerjisini
rakamlara döktügünü (in 1900) ve Einsteinin
bunu isik partikülleri, protonlari için yaptigini
biliyordu. Böylece Bohr isigin hareette
dalgalar halinde yayildigini ancak maddelerle
(atomlarla) partikül olarak etkilesime girdigini
biliyordu isigin dogasindan kaynaklanan dalga -
partikül ikiligi. Eger isigin bir atom
tarafindan emisyonu sayisal hale getirilmeliyse,
bu durumda, belki elektronlarin yörüngesi de
kuantum özelliklere sahip olamalidir. Ve kuantum
özellikler bir atomdaki duragan yörüngeleri
açiklayabilir.
BOHRUN ATOM MODELI ELEKTRONLAR BIRIBIRINDEN
AYRIK OLARAK ÇEKIRDEK CIVARINDAKI YÖRÜNGELERDE
HAREKET EDER. ELEKTRONLAR, SABIT YÖRÜNGELERINDE
ENERJI KAYBETMEZLER.
22

BOHR MODELI Dairesel yörüngedeki elektronlar,
potansiyel enerji ile (E ke2/2r ) elektrostatik
çekim kuvveti (Fa ke2/r2) tarafindan pozitif
çekirdege dogru çekilirler. (Buradaki enerji E
r mesafesi üzerindeki kuvvetin(F) integralidir ya
da kuvvet r mesafesine göre enrejinin
diferansiyelidir. (Newton calculus). Yörüngede
kalabilmek için çekim kuvveti ve merkezkaç
kuvveti esit olmalidir Fa Fg or ke2/r2
mv2/r or v2 ke2/mr or v (ke2/mr)1/2
Merkezkaç Kuvveti mv2/r
Hiz v(ke2/mr)1/2
v
Açisal Momentum L mvr
Elektron Negatif yüklü e-
Merkezcil Kuvvet ke2/r2
Potansiyel Enerji Epke2/r
Elektronlarin çekirdek çevresindeki dairesel
yörüngesi
Yariçap r
Çekirdek Pozitif yüklü Proton (e)
23

Bir elektronun yörüngesinin hangi özelligi
sayisallastirilmali? Bu Bohrun bilmecesiydi.
Büyük bir tahmin yapti. Belki bu açisal
momentumdu? Açisal momentum (mvr) bir yörüngenin
en temel özelligidir. Bohr sabit bir yörüngede
elektronlarin açisal momentumunu Planck sabiti n
cinsinden sayisal oalrak ifade etti. ( mvr nh )
ya da (r nh/mv), Burada m elektronun kütlesi,
v hizi , r yörüngenin yariçapi ve h Planck
sabitidir. Bir yörüngede r nh/mv ya da
r nh/m(ke2/mr)1/2 -- (v (ke2/mr)1/2 ) nh
mr(ke2/mr)1/2 ya da nh (m2r2ke2/mr)1/2 ya
da nh (mrke2)1/2 Her iki tarafin karesini
aldigimizda elde ettigimiz sonuç n2h2 mrke2,
böylelikle r n2h2/mke2 . Bohr sabit bir
yörüngenin yariçapini , yörüngedeki elektronlarin
potansiyel enerji denklemlerinin içine koydu.
Eke2/2r. Sonrasinda yörüngenin enerjisi E
ke2/2r ya da E mke2ke2/2n2h2 ya da E
mk2e4/2h2n2 ya da E R/n2 Bohr Rydberg sabitini
R mk2m4/2h2 olarak tanimladi.
24

Bohrun Rydberg sabitini, R mk2m4/2h2 olarak
tanimlamasindan sonra , Bohr hesapladigi
degerin, Rydbergin hidrojen atomundan isik
yayilimi deneylerinde ölçmüs oldugu R degeriyle
eslestigini buldu. Bohr, bir elektronun sabit
yörüngeleri için, Rydberg sayisina bagli ve
enerji seviyesinden enerji seviyesine
tamsayilarin karesinin tersiyle orantili olarak
farklilik gösteren bir denklem gelistirdi E
R/n2 . n tamsayisi sabit yörüngelerin farkli
kuantum enerji düzeylerini verir. Yörüngelerin
enerjisi birinden digerine n tamsayisinin
karesinin tersi 1/n2 oraninda farklilik gösterir.
Bir elektron sabit yüksek enerjili
yörüngesinden En1 sabit daha düsük enerjili bir
yörüngesine En düstügünde, elektronun yayilan
fotona birakabilecegi enerji farki,
En1- E1 R(1/(n1)2 1/n2). Bohr bunu
frekansi f ile yayilan foton enerjisine (hf)
esitledi hf R(1/n1)2 1/n2). Böylece Bohr
Rydbergin formülünü türetmis oldu deney
temelli teori.
25
Bir enerji yörüngesinden daha yüksek enerjili
yörüngeye geçis (devamsiz enerji degisikligi),
elektronun foton emmesiyle veya elektronun foton
yayarak daha düsük enerjili yörüngeye geçmesiyle
gerçeklesir. Bu geçisler, sabit atomik
yörüngelerin açisal momentumu ve foton enerjisi
desteleri ile sayisallastirilir. Geçis
serilerinin hesaplanmasinda, Bohr foton yayma
spektrumu, hidrojen isik yayma spektrumunda
deneysel olarak gözlenen ile uyum gösterir.
Bohrun atom teorisi deneylerle uyumludur!
Bohr Rutherfordun atomunu basarili bir sekilde
modellemistir. Fakat fizikçiler daha sonralari
bunu yapabilmek için elektronun (ayni zamanda
protonun) dalga/parçacik ikiligine sahip olmasi
gerektigini ögrendiler . Dogayi mikro seviyede ve
daha küçük atomik seviyede açiklayabilmek
için klasik fizik ile quantum fiziginin
birlikteligi gerekiyordu.
26
MEKANIK PARADIGMAYI DOGANIN ALANLARINA YAYMAK
IÇIN FIZIKSEL MEKANIKTE PARADIGMA KAYMASI
GEREKLIYDI.
Mekanistik paradigmada, fiziksel islemler, çok,
çok küçük alanlardan büyük alanlara kadar farkli
ölçeklerde tanimlanir. Bu bilimin -mikroskopikten
makroskopige- özel ölçeginde açiklayici
stratejisidir. Çok küçük alanda alt parçacik
alani bulunur, temel parçaciklar daha küçük
parçaciklardan, kuarklardan meydana gelmistir.
Bir sonraki alanda, atom çekirdegi ve
elektronlar atomu olusturur. Atom, pozitif yüklü
çekirdegin etrafindaki negatif yüklü
elektronlardan olusur. Bir sonraki alanda
moleküller, atomlarin dis yörüngelerindeki
elektronlarin alisverisi (iyonik bag) ile veya bu
elektronlarin paylasimi ile (kovalent bag)
degisik kombinasyonlarda birbirlerine
baglanmasiyla oluslur. Bir sonraki alanda
moleküller kati veya sivi konfigürasyonlar
halinde ana veya polimer yapilar halindedir. Bu
alanin ana-seviye ölçegidir . Maddenin
organizasyonun mikroskobik seviyesi toplu olarak
veya organisma halindedir. Biz insanlar organizma
sisteminin makro alaninda yer almaktayiz. Son
olarak, bu makro düzey alanlarin üstünde iki alan
daha vardir -- the gezegensel ve kozmik düzeyler
27
KUANTUM MEKANIGININ BILIMSEL GELISIMININ ZAMAN
SERIDINDE GÖSTERIMI
Teori ve Paradigma Kuantum Mekanigi Schroedinger
Jordan Born Heisenberg Dirac 1913-1922
Bilimsel Olaylar
Bilimsel Olaylar
Bilimsel Olaylar
Teknoloji
Teknoloji
Teknoloji

Teori Elektromanyetizm Maxwell 1864
Deney Rutherford Atom 1909
Teori Kuantum Atom Bohr 1913
Deney Fotoelektrik Etki
Teori Kuantum Radyasyon Planck 1901

Teori Foton Einstein 1905
Deney Thomson Elektron 1897
Analiz Spektral Çizgiler Balmer/Rydberg 1890
Yöntem
Yöntem
Yöntem
ZAMAN
Yönetim / Paradigma
Yönetim / Paradigma
Yönetim / Paradigma
28
Bohr, Schroedinger, Heisenberg, Born, Dirac,
Jordan
29
FIZIKSEL TEORI Mekanizma Paradigmasi, modern
fiziksel teoriyi mümkün kilar. Fiziksel teori
herhangi bir teknolojinin tüm fiziksel
morfolojilerinin mekanizmalar seklinde
gösterilmesine izin verir ve doganin teknoloji
tarafindan manipule edilmesinin tahmin edilebilir
olmasina olanak saglar . Mekanizma
paradigmasinda, tüm teknolojilerin fiziksel
yönleri için ölçekleme stratejisi adinda bir
generik teknoloji stratejisi tasarlanabilir
dogayi küçük ya da büyük ölçekte daha iyi anlamak
için teknoloji gelistirme. Uzay ölçegindeki
bir fiziksel fenomenon fiziksel mekanizma ile
daha küçük bir uzay ölçeginde açiklanabilir.
Herhangi bir fiziksel teknoloji gelistirmek için
kullanilan generik teknoloji stratejisi, dogayi
daha küçük bir ölçekte mekanik olarak anlamaktir.
Mekanizma bilimsel paradigmasi, fiziksel dogayi
gözlemlemek ve onu fiziksel mekanizma olarak
anlamak için entellektüel bir çerçeve olusturur.
Mekanizmanin teorik gösteriminde (1) doganin
uzay ve zaman boyutlu kinematik tanimlamasi, (2)
doganin matematik formlarinin izin verdigi ölçüde
enerji dinamikleri olarak açiklamasi ve (3)
doganin tahmini yer alir. Fiziksel teori,
doganin bilimsel gösterimini mekanizma olarak
saglar doganin tanimi, açiklamasi ve tahmini.
30
BILIMDE DÖRT PARADIGMA
DÜNYA BIREY
MEKANIZMA ISLEV SISTEMLER
MANTIK
MADDE AKIL
ÖRNEK NESSI SEMANTIK TEKNOLOJILER ÇALISMA
GRUBU YOL HARITASI SESA SEMANTIC ENABLED
SERVICE APPLICATION SYSTEM (SEMANTIK
SERVIS UYGULAMA SISTEMI)
31
? Advanced Engineering Materials and Technologies
- EuMaT ? Advisory Council for Aeronautics
Research in Europe - ACARE ? Embedded Computing
Systems - ARTEMIS ? European Biofuels Technology
Platform - Biofuels ? European Construction
Technology Platform - ECTP ? European
Nanoelectronics Initiative Advisory Council -
ENIAC ? European Rail Research Advisory Council
- ERRAC ? European Road Transport Research
Advisory Council - ERTRAC ? European Space
Technology Platform - ESTP ? European Steel
Technology Platform - ESTEP ? European
Technology Platform for the Electricity Networks
of the Future - SmartGrids ? European Technology
Platform for Wind Energy - TPWind ? European
Technology Platform on Smart Systems Integration
- EPoSS ? Food for Life - Food ? Forest based
sector Technology Platform - Forestry ? Future
Manufacturing Technologies - MANUFUTURE ? Future
Textiles and Clothing - FTC ? Global Animal
Health - GAH ? Hydrogen and Fuel Cell Platform -
HFP ? Industrial Safety ETP -
IndustrialSafety ? Innovative Medicines for
Europe - IME ? Integral Satcom Initiative - ISI
? Mobile and Wireless Communications - eMobility
? Nanotechnologies for Medical Applications -
NanoMedicine ? Networked and Electronic Media -
NEM ? Networked European Software and Services
Initiative NESSI (Avrupa yazilim ve Servis
Girisimi Agi) ? Photonics21 - Photonics
? Photovoltaics - Photovoltaics ? Plants for
the Future - Plants ? Robotics - EUROP
? Sustainable Chemistry - SusChem ? Water
Supply and Sanitation Technology Platform - WSSTP
? Waterborne ETP - Waterborne ? Zero Emission
Fossil Fuel Power Plants - ZEP
32
FIZIKTEKI BILIMSEL ÖNERILERDE BILIMSEL
METODOLOJI
GÖZLEM FIZIKSEL
ALET ALGISAL
DENEY FIZIKSEL
PARADIGMA MEKANIZMA
ANALIZ MATEMATIKSEL
TEORI FIZIKSEL
YÖNTEM TAHMIN
33
ÇOK DISIPLINLI ÖNERILERDEKI BILIMSEL METODOLOJI
GÖZLEM FIZIKSEL
GÖZLEM AMAÇ
ALET
ALET ALGISAL
DENEY FIZIKSEL
DENEY
PARADIGMA MEKANIZMA
PARADIGMA ISLEV
TEORI FIZIKSEL
TEORI BIOLOJIK
ANALIZ MATEMATIKSEL
ANALIZ
YÖNTEM TAHMIN
YÖNTEM FORMÜL
GÖZLEM SÜREÇ
GÖZLEM LINGUISTIK
ALET
DENEY
ALET
DENEY
PARADIGMA SISTEM
PARADIGMA MANTIK
TEORI TASARIM
TEORI NEDEN
ANALIZ
ANALIZ
YÖNTEM YETERLILIK
YÖNTEM GEREKSINIM