Elekron necə kəşf edildi?

Post date:

Author:

Category:

İlkin fikirlər

Bizim eradan bir neçə əsr əvvəl qədim yunan alimləri yunla sürtülmüş kəhrəbanın yüngül cisimləri özünə cəzb etdiyini müəyyən etmişlər. XVI əsrin sonunda isə ingilis həkimi Hilbert bu hadisəni ətaflı öyrənərək kəşf etdi ki, sürtünmə nəticəsində yüngül cisimləri cəzb etmək xassəsi təkcə kəhrəbada olmayıb, şüşə, kükürd, qətran və bir çox digər maddələrə də aiddir.

Cisimlərdə bu cür xassənin əmələ gəlməsi elektriklənmə adlandırılmışdır. Kəhrəba yunanca elektron deməkdir və elektrik adı da bu sözdən götürülmüşdür. Kəhrəba və ya hər hansı başqa bir maddə sürtünmə nəticəsində yüngül cisimləri cəzb etmək xassəsinə malik olduqda onları elektriklənmiş və ya elektrik yükünə malik olan cisimlər adlandırmağa başladılar.

Sonralar müəyyən edildi ki, elektriklənmiş (yəni, elektrik yükünə malik) cisimlər arasında ümumdünya cazibə qarşılıqlı təsirinə oxşar olaraq, məsafənin kvadratı ilə tərs mütənasib olaraq azalan, lakin ümumdünya cazibə qarşılıqlı təsirindən çox böyük olan qarşılıqlı təsir baş verir. Bu qarşılıqlı təsirelektromaqnit qarşılıqlı təsiri adlandırıldı. Məsələn, hidrogen atomunda elektronun nüvəyə cəzb olunduğu elektrik qüvvəsi ümumdünya cazibə qüvvəsindən 1039 dəfə böyükdür. Beləliklə, müəyyən edildi ki, kütlə cismin ətalət ölçüsü olduğu kimi elektrik yükü də cismin elektromaqnit qarşılıqlı təsirinə girmək qabiliyyətinin kəmiyyət ölçüsüdür.

Cisimdən ayrıca, əlahiddə götürülmüş elektrik yükü yoxdur, o, cismin daxili xassəsidir. Başqa sözlə, elektrik yükünə malik olmayan cisimlər (onlara elektroneytral cisimlərdə deyilir) ola bilər, lakin cisimsiz elektrik yükü ola bilməz. Elektrik yükünün nədən ibarət olması məsələsi alimləri çoxdan maraqlandırmışdır.

İlk vaxtlar belə hesab edirdilər ki, elektriklənmə hadisəsi müəyyən çəkisiz substansiya-elektrik mayesi ilə əlaqədardır. Belə ki, hər bir cisimdə müsbət və mənfi olmaqla iki cür elektrik mayesi vardır. Bunlardan birinin artıqlığı cismin müsbət, digərinin artıqlığı isə mənfi elektriklənməsinə səbəb olur. Hər iki maye bərabər miqdarda olduqda, bir-birinin təsirini yox edir və cisim yüklənməmiş olur. Digər qrup alimlər belə hesab edirdilər ki, yalnız bir növ elektrik mayesi mövcuddur və bu maye hər bir yüklənməmiş cisimdə müəyyən miqdarda olmalıdır. Bunun artıqlığı cismin müsbət, çatışmazlığı isə mənfi elektriklənməsinə səbəb olur. Lakin tədriclə yeni-yeni təcrübi faktların təhlili elektrik mayesinin mövcud olması haqqındakı yanlış təsəvvürləri rədd etdi.

Belə ki, turşu və duzların suda məhlullarından elektrikin keçməsinin və qaz boşalmasının öyrənilməsi nəticəsində məlum oldu ki, elektrik yükü diskretdir, yəni o, elementar elektrik yükləri adlanan bərabər hissələrə bölünə bilər (latınca diskretus – fasiləli, ayrı-ayrı hissələrdən ibarət deməkdir). Həm də müəyyən edildi ki, elementar elektrik yüklərini kiçik
hissəciklər daşıyır və məhz onların yerdəyişməsi cisimlərin elektriklənməsinə səbəb olur. Elektroliz hadisəsi üçün Faradeyin müəyyən etdiyi məlum qanunlar elektrik yükünün diskret olması haqqındakı təsəvvürlərin ilk təcrübi əsası olmuşdu.

Faradey qanunları və elektrik təliminin inkişafı

Faradey qanunlarından elektrik yükünün diskret qiymətlər alması kimi təcrübi faktın meydana çıxması elektrik hadisələri haqqında təlimin inkişaf etməsində böyük rol oynamışdır. Belə ki, bu nəticə, minimum yük daşıyan hissəciklərin mövcud olması fikrinin ortaya çıxmasına səbəb oldu. Doğrudan da, sonralar qazlarda elektrik boşalmasının öyrənilməsi sayəsində elektron kəşf olundu. Təcrübələrdən məlumdur ki, qaz boşalması borusunda təzyiq 10-3 mm civə sütunu
tərtibində olduqda bütün boru qaralır, yəni qaz artıq işıqlanmır, lakin katodun qarşısındakı şüşə divar sarımtıl-yaşıl rəngdə işıqlanmağa başlayır. Əgər bu halda, katodun qarşısında, məsələn, ulduz şəkilli metal ekran qoyulsa və elektrodlar yüksək gərginlik mənbəyinə birləşdirilsə, borunun katod qarşısındakı divarında ulduzun kəskin kölgəsi alınır və həmin divarın qalan hissəsində sarımtılyaşıl rəngdə parlaq işıqlanma əmələ gəlir.

Elektrodların qütblərini dəyişdikdə kölgə yox olur. Təsvir olunan təcrübə göstərir ki, katodun səthi, işıq şüaları kimi düz xətt boyunca yayılan xüsusi növ şüalar buraxır. Əvvəllər belə hesab edirdilər ki, bu şüalanma öz təbiətinə görə işıq şüalarının eynidir və ona görə də onu katod şüaları adlandırmışlar. Katoda sferik çökük səth forması verərək katod şüalarını bir nöqtəyə toplamaq olar. Əgər həmin nöqtəyə nazik metal lövhə (məsələn, platin) qoyulsa, katod şüaları həmin lövhəyə dəyərək onu ağ rəng alana qədər közərdə bilər. Deməli, katod şüaları enerjiyə
malikdir. Katod şüalarının özü görünmədiyi halda bir çox maddələri işıqlanmağa (lüminessensiya etməyə) məcbur edir. Məsələn, yuxarıda təsvir olunan təcrübədə qaz boşalması borusunun şüşəsi həmin şüaların təsiri ilə işıqlanırdı.

Katod şüalarının bu xassəsi, lüminessen ekran hazırlamaqla onların yolunu izləməyə imkan verir. Bundan başqa, katod şüaları qalınlığı 0,003–0,03 mm olan metal lövhələrdən keçə bilir, fotolövhəyə işıq şüaları kimi təsir edir və havanı ionlaşdıra bilir. Katod şüalarının təbiətini müəyyən etmək üçün fransız alimi Perren aşağıdakı kimi təcrübədən istifadə etmişdir. O, katod şüalarının yoluna içi boş metal silindr qoymuşdur ki, şüalar oraya, tələyə düşən kimi düşürdü. Perren bu silindri elektrometrlə birləşdirmişdi. Əgər katod şüaları özləri ilə elektrik yükü daşıyırsa, onda onlar silindrə düşərək öz elektrik yükünü həmin silindrə verəcək və elektrometr bunu dərhal aşkara çıxaracaqdır. Məlum olmuşdur ki, elektrometr bu təcrübə zamanı mənfi yüklə yüklənmişdir.

Lakin katod şüalarının hansı işarəli yük daşıdığını dəqiq müəyyən etmək üçün əlavə tədqiqat da aparmaq tələb olunurdu. Bu məqsədlə qaz boşalması borusuna iki müstəvi lövhədən ibarət kondensator lehimlənmiş və katod şüaları dəstəsinin bu kondensatorun lövhələri arasından keçərkən müsbət yüklü lövhəyə doğru cəzb olunduğu müşahidə olunmuşdur.

Bu təcrübə qəti surətdə göstərdi ki, katod şüaları mənfi yüklü hissəciklər selindən ibarətdir. Bundan başqa müəyyən edildi ki, katod şüalarındakı hissəciklərin hamısının yükü eyni olub, ədədi qiymətcə (19.2) düsturu ilə təyin olunan q0 yükünə bərabərdir və hər bir hissəciyin kütləsi hidrogen atomunun kütləsindən təqribən 2000 dəfə kiçikdir. Bu hissəcikləri C. Tomson elektron adlandırdı. Yeri gəlmişkən qeyd etmək lazımdır ki, elektroliz zamanı birvalentli ionun yükünü işarə etmək üçün hələ 1891-ci ildə H. Stoni adlı alim “elektron” anlayışından istifadə edilməsi təklifini irəli sürmüşdü.

Johnstone Stoney

Lakin elektron anlayışı, C.Tomsonun yuxarıda təsvir olunan tədqiqat işlərinin nəticələrini əks etdirən və “Fəlsəfə jurnalında” 1897-ci ildə çap olunmuş “Katod şüaları” adlı məqaləsindən sonra, fizika elminə daxil olmuşdur. Beləliklə, elektronun kəşfi tarixi 1897-ci il, elektronu kəşf edən alim isə C. Tomson hesab edilir. C. Tomson təcrübələr vasitəsilə sübut etdi ki, katod şüaları qaz boşalması borusunda olan çox seyrəkləşmiş qazın müsbət ionlarının metal katoda zərbələri nəticəsində bu katoddan çıxan elektronlar selindən ibarətdir. Aydındır ki, qaz boşalması borusundan qaz tamamilə çıxarılarsa, katod şüaları alınmaz.

Sir Joseph John Thomson

Hal-hazırda bir çox dəqiq ölçmələr nəticəsində müəyyən edilmişdir ki, elektronun yükü e = –1,6⋅10(-19) Kl, kütləsi isə me = 9,1⋅10(-31) kq-dır.

Sonralar belə təsəvvür formalaşmışdır ki, bütün cisimlər elementar zərrəcik adlanan hissəciklərdən təşkil olunmuşdur və elektron da bu elementar zərrəciklərdən biridir. Hal- hazırda 250-dən artıq elementar zərrəcik məlumdur. Elementar zərrəciklərin bəziləri müsbət (məsələn, proton), bəziləri mənfi (məsələn, elektron) elektrik yükünə malikdir. Elektrik yükü olmayan elementar zərrəciklər də vardır (məsələn, neytron). Təcrübələr göstərir ki, elementar zərrəcik yükə malikdirsə, bu yük dəqiq məlumdur və ədədi qiymətcə elementar yükə, yəni 1,6⋅10(-19) Kl bərabərdir. Başqa sözlə, yüklü elementar zərrəciklərin hamısının yükü ədədi qiymətcə elementar yükə bərabərdir və yalnız işarəcə fərqlənə bilər. Elementar zərrəciyin yükü bölünməzdir. Belə ki, məsələn, elektronun yükünün bir hissəsini ondan qoparmaq olmaz. Bunun niyə belə olduğu hələlik məlum deyildir.

Qeyd edək ki, elementar zərrəcik dedikdə bəsit, yəni daxili quruluşu olmayan hissəcik başa düşülür. Lakin son zamanlar belə fərz olunur ki, elementar zərrəcik adlandırılan hissəciklərin özləri də fermionlar ailəsindən olan kvarklar adlanan digər zərrəciklərdən təşkil olunmuşdur. Kvarklar haqqında nəzəriyyə kvant xromodinamikası adlanır. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, kvarklara hələ təbiətdə sərbəst halda rast gəlinməmişdir, kvarklar həmçinin mezonların və bayronların tərkib hissələridir və bir- birlərinə qluonlar vasitəsi ilə bağlanırlar.

Mənbələr:

Məsimov E.Ə Mürsəlov T.M.- “Atom Fizikası” bakı-2002

Stephen Hawking., Leonard Mlodinov-“Büyük Tasarım”

Redaktə etdi: Nisə Qulizadə

STAY CONNECTED

20,112FansLike
2,238FollowersFollow
0SubscribersSubscribe

INSTAGRAM

X ; Y ; Z nəsilləri nəyi ifadə edir? Onlar necə formalaşır ?

Adətən, yaş fərqi olan insanlar ilə fikirlərimiz üst-üstə düşmədikdə "nəsil" ; "generasiya fərqi’" deyib keçirik. Çünki onlar yaşca bizdən böyük ya...

Kommersiya marketinqi nədir?

Marketinqin şirkətlər üçün çox uzun müddətdir imtina edilməz bir ünsür olmasının səbəbi davamlı inkişaf edən dinamik quruluşa malik olması və dəyişikliklərə asanlıqla...

Superkompüter nədir? (Ensiklopedik bilgi)

Superkompüter – çoxprosessorlu hesablama sistemidır və ilk superkompüter amerikan mühəndis Seymur Krey tərəfindən 1975-ci ildə yaradılmışdır və məhsuldarlığı sürüşkən vergüllü ədədlər üzərində...