Rydberg sabiti - Turkipedia

Rydberg sabiti, Rydberg formülündeki sabittir ve uyarılmış hidrojen atomunun yaydığı elektromanyetik ışınımın dalgaboyunun hesaplanmasında kullanılır.^[1] Bu sabit adını İsveçli fizikçi Johannes Rydberg'ten (1854-1919) almıştır.^[1] Sabitin sayısal değeri fizikte kullanılan diğer sabitlerden türetilmiştir.

Sabitin değeri

Eğer elektron kütlesi, atom çekirdeğinin kütlesi yanında ihmal edilecek kadar küçükse,

R_{\infty }={\frac {m_{e}\cdot q^{4}}{8\epsilon _{0}^{2}\cdot h^{3}\cdot c}}=1.0973731568525\times 10^{7}\,\mathrm {m} ^{-1}

h\

Planck sabiti,

m_{e}\

elektron kütlesi,

q\

elektronun elektrik yükü,

c\

boşluktaki ışık hızı,

\epsilon _{0}\

boşluktaki elektrik geçirgenlik (dielektrik sabit)

Bir atomun elektron sayısı arttıkça bu varsayım yaklaşık hale gelir.

Denklemin her iki tarafının c ∙h ile çarpılması halinde, enerji boyutu elde edilir.

h\cdot c\cdot R_{\infty }=13.6056923\,{\mbox{ eV}}\equiv 1\,{\mbox{ Ry}}\

Ancak bu ilişki kullanılırken başlangıçtaki varsayım dikkate alınmalıdır. Elektron kütlesi çekirdek kütlesine göre ihmal edilemeyecek kadar büyükse,

R_{M}={\frac {R_{\infty }}{1+m_{e}/M}}\

Burada M atom çekirdeği kütlesidir. (M ve m_e aynı birimlerde olmalıdır.)

Sabitin kullanılışı

Bir hidrojen atomu uyarıldığı zaman, elektronu üst enerji düzeylerine yükselir ve daha sonra eski düzeyine döner. Bu sırada belli bir dalga boyunda bir foton salınımı yapar. Dalga boyu Rydberg formülü ile hesaplanır. Rydberg sabiti sonsuz enerji düzeyinden en alt enerji düzeyine düşen bir elektronun saldığı fotonun dalga boyunu, yani sınır değeri verir (en kısa dalga boyu). Diğer dalga boyları ise Rydberg formülü ile hesaplanır. Hidrojen atomunda sadece bir elektron olduğu için denklem doğru sonuçlar verir. Bir atomda birden fazla elektron bulunması durumunda birden fazla elektron enerji seviyeleri arasında geçiş yapabileceği için yapılan gözlemin hangi harekete karşılık geldiği bilinemeyebilir.^[2]

Kaynakça

^ ^a ^b Buchwald, Jed Z. (2013). The Oxford handbook of the history of physics (1. bas.). Oxford, Birleşik Krallık: Oxford University Press. ISBN 978-0198805328.
^ "Rydberg Formülü Hakkında Bilmeniz Gerekenler ve Nasıl Kullanılacağı". Greenlane. 6 Şubat 2020. 22 Nisan 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Şubat 2022.

Ayrıca bakınız

Rydberg formülü
Hidrojen tayf serileri

İlgili Araştırma Makaleleri

Foton, Modern Fizik'te ışık, radyo dalgaları gibi elektromanyetik radyasyonu içeren Elektromanyetik Alan kuantumu yani ışığın temel birimidir. Ayrıca, Elektromanyetik Kuvvet'lerde kuvvet taşıyan, kütlesiz temel parçacıktır. Parçacık terimi; genelde kütlesi olan veya ne kadar küçük olursa olsun bir cismi var olan anlamıyla kullanılır. Ancak, fotonlar için kullanılırken "en küçük enerji yumağı"nı temsil eden bir birimi ifade eder. Fotonlar Bozon sınıfına aittir. Kütlesiz oldukları için boşluktaki hızı 299.792.458 m/s dir.

Planck sabiti (h), bir fizik sabitidir ve kuantum mekaniğindeki aksiyonum kuantumu için kullanılır. Değeri h= 6.62607015×10−34 J⋅s' dir. Planck sabiti daha önceleri bir Fotonun enerjisi (E) ile elektromanyetik dalgasının frekansı (ν) arasında bir orantı idi. Enerji ile frekans arasındaki bu ilişki Planck ilişkisi veya Planck formülü olarak adlandırılır:

\text{[math]}

Enerji seviyesi, atom çekirdeğinin etrafında katman katman biçiminde bulunan kısımların her biridir. Bu yörüngelerde elektronlar bulunur. Yörüngenin numarası; 1, 2, 3, 4, ... gibi sayı değerlerini alabilir. Yörünge numarasına baş kuantum sayısı da denir ve "n" ile gösterilir. Yörünge numarası ile yörüngenin çekirdeğe uzaklığı doğru orantılıdır.

Boşluğun empedansı elektromanyetikte başta anten hesapları olmak üzere çeşitli hesaplarda kullanılan bir sabittir. MKS sisteminde birimi ohm dur. (Ω).Tanımı;

\text{[math]}

<span class="mw-page-title-main">Koaksiyel kablo</span> televizyon ve uydu iletişim sistemlerinde kullanılan kablo türü

Koaksiyel kablo radyo frekansta kullanılan bir kablo türüdür. Bu kablonun kesit alanı iç içe dört maddeden meydana gelir. En içte canlı hat, yani sinyali taşıyan hat vardır. Bu uç dielektrik sabiti yüksek bir yalıtkan ile çevrelenmiştir. Yalıtkanın çevresinde iletkenlerden oluşan bir örgü vardır. Bu örgü topraklanmıştır. En dışta ise koruyucu kılıf yer alır. Bu yapı koaksiyel kabloların kendi kalınlığındaki diğer kablolara göre daha elastiki olmalarını sağlar.

Rydberg formülü uyarılmış hidrojen atomundan yayılan elektromanyetik ışınımın dalga boyunun hesaplanmasında kullanılan ve İsveçli fizikçi Johannes Rydberg (1854-1919) tarafından geliştirilen bir formüldür. Bu formül atom yapısının anlaşılmasında büyük rol oynamıştır.

Radyasyon veya ışınım, elektromanyetik dalgalar veya parçacıklar biçimindeki enerji yayımı ya da aktarımıdır. "Radyoaktif maddelerin alfa, beta, gama gibi ışınları yaymasına" veya "Uzayda yayılan herhangi bir elektromanyetik ışını meydana getiren unsurların tamamına" da radyasyon denir. Bir maddenin atom çekirdeğindeki nötronların sayısı, proton sayısına göre oldukça fazla veya oldukça az ise; bu tür maddeler kararsız bir yapı göstermekte ve çekirdeğindeki nötronlar alfa, beta, gama gibi çeşitli ışınlar yaymak suretiyle parçalanmaktadırlar. Çevresine bu şekilde ışın saçarak parçalanan maddelere radyoaktif madde denir.

<span class="mw-page-title-main">Compton saçılması</span>

Compton olayı, yüksek enerjili X ışınlarının fotonu ile karbon atomunun serbest elektronunun çarpıştırılması sonucu elektronun ve fotonun şekildeki gibi saçılması olayıdır.

Compton dalgaboyu bir parçacığın kuantum mekaniği özelliğidir. Compton dalgaboyu Arthur Compton tarafından elektronların foton saçılması olayı izah edilirken gösterilmiştir. Bir parçacığın Compton dalga boyu; enerjisi parçacığın durgun kütle enerjisine eşit olan fotonun dalgaboyuna eşittir. Parçacığın Compton dalgaboyu ( λ) şuna eşittir:

\text{[math]}

Bohr yarıçapı bir fizik sabitidir. Hidrojen atomunun, protonu ve elektronu arasındaki mesafeye eşittir. Bohr yarıçapının, bir atomda Bohr atom modeli içindeki rolünden dolayı adlandırılmak istenmiştir. Fakat bu olay Niels Bohr'dan sonra gerçekleşmiştir. Uluslararası birimler sisteminde Bohr yarıçapı:

\text{[math]}

\text{[math]}

: serbest uzayın elektriksel geçirgenliği

\text{[math]}

: Planck sabiti

\text{[math]}

: elektronun kütlesi

\text{[math]}

: elemanter yük

\text{[math]}

: ışık hızı sabiti

\text{[math]}

: ince yapı sabiti

Rydberg atomu çok yüksek temel nicem sayılı bir veya iki elektrona sahip bir uyarılmış atomdur Bu atomlar elektrik ve manyetik alana abartılı tepkiler vermeyi de içinde barındıran, uzun bozunma devri ve yaklaşık elektron dalgafonksiyonları, bazı şartlar altında çekirdekler etrafındaki elektronların klasik yörüngeleri gibi kendilerine has birçok özelliğe sahiptir. Çekirdek elektronları dış elektronları çekirdeğin elektrik alanından kalkanlar, öyle ki belirli bir mesafeden hidrojen atomundaki bir elektronun tecrübe ettiği gibi elektrik potansiyeli belirleyicidir.

Lamb kayması, adını Willis Lamb'den alan, hidrojen atomunun kuantum elektrodinamiğindeki ²S_1/2 ve ²P_1/2 enerji düzeyleri arasındaki küçük farklılıktır. Dirac denklemine göre, ²S_1/2 ve ²P_1/2orbitalleri (yörüngeleri) aynı enerjiye sahip olmalıdır. Ancak, boşluktaki elektronlar arasındaki etkileşim, ²S_1/2 ve ²P_1/2enerji düzeylerinde küçük bir enerji değişimine sebep olur. Lamb ve Robert Retherford bu değişimi 1947'de ölçmüşlerdir ve bu ölçüm, ıraksamayı açıklamak için tekrar normalleştirme teorisine teşvik edici bir unsur olmuştur. Bu, Julian Schwinger, Richard Feynman, Ernst Stueckelberg ve Sin-Itiro Tomonaga tarafından geliştirilmiş modern kuantum elektrodinamiğinin müjdecisiydi. Lamb, 1955 yılında Lamb kayması ile ilgili keşiflerinden ötürü Nobel Fizik Ödülü'nü kazandı.

Atom fiziğinde, iki-elektron atomu veya Helyumumsu atom olarak adlandırılan, sadece iki elektron ve Z kadar yüklü bir çekirdek ihtiva eden kuantum mekaniksel bir sistemdir. Bu husus, Pauli dışlama ilkesinin ana rolü üstlendiği ilk çok elektronlu sistemler meselesidir.

Atom fiziğinde Balmer serileri veya Balmer çizgileri hidrojen atomunun tayf çizgilerini emisyonu olan isimlendirilmiş altı serinin gösterimidir.. Balmer serileri Johann Balmer tarafından 1885'te deneysel olarak bulunmuş olan Balmer folmulü sayesinde hesaplanır.

Paschen serisi atom fiziğinde uyarılmış atomların yaydığı ışığın dalga boyunu (λ) gösteren serilerden biridir. Seri adını Alman fizikçi Friedrich Paschen'den (1865-1947) alır. Paschen, bu serileri 1908 de bulmuştur. Rydberg formülüne göre uyarılmış bir atomda 3. enerji düzeyindeki elektronların enerji düzeylerini değişirken şu şekilde ışınım yaparlar:

<span class="mw-page-title-main">Hidrojen çizgisi</span>

Hidrojen çizgisi ya da 21 cm çizgisi, uzaydaki nebulaların yaydığı 21 cm dalga boyuna sahip bir ışınımdır. Bu ışınımın varlığı kuramsal olarak Hollandalı astronom H.C. van de Hulst tarafından öne sürülmüş, 1951 yılında da saptanmıştır.

Brackett serisi atom fiziğinde uyarılmış atomların yaydığı ışığın dalga boyunu (λ) gösteren serilerden biridir. Seri adını Amerikalı fizikçi Frederick Sumner Brackett’den (1896-1988) alır. Brackett bu serileri 1922 yılında de bulmuştur. Rydberg formülüne göre uyarılmış bir atomda 4. enerji düzeyindeki elektronların enerji düzeylerini değişirken şu şekilde ışınım yaparlar:

\text{[math]}

Pfund serisi atom fiziğinde uyarılmış atomların yaydığı ışığın dalga boyunu (λ) gösteren serilerden biridir. Seri adını Alman fizikçi August Herman Pfund'dan (1879-1949) alır.

Moseley yasası, atomlar tarafından yayılan karakteristik x ışınlarıyla ilgili deneysel bir yasadır. Yasa, 1913-1914'te İngiliz fizikçi Henry Moseley tarafından keşfedilmiş ve yayınlanmıştır. Moseley'in çalışmasına kadar, "atom numarası" yalnızca bir elementin periyodik tablodaki yeriydi ve ölçülebilir herhangi bir fiziksel nicelikle ilişkili olduğu bilinmiyordu. Kısaca, yasa, yayılan x-ışını frekansının kare kökünün atom numarasıyla yaklaşık olarak orantılı olduğunu belirtir.

Yunan harfi σ (sigma) ile gösterilen fiziksel bir sabit olan Stefan-Boltzmann sabiti, Stefan-Boltzmann yasasında orantı sabitidir: "Termodinamik sıcaklığın dördüncü kuvvetiyle orantılı olan siyah cismin sıcaklığı arttıkça, tüm dalga boylarına yayılan toplam yoğunluğu da artar" şeklinde açıklanabilmektedir. Termal radyasyon teorisi, moleküler, atomik ve atom altı seviyelerle ilişki kurmak için fiziği kullanarak kuantum mekaniği teorisini ortaya koyar. Sloven fizikçi Josef Stefan, sabiti 1879'da formüle etti ve daha sonra 1884'te Avusturyalı fizikçi Ludwig Boltzmann tarafından da türetildi. Denklem aynı zamanda Planck yasasından, belirli bir sıcaklıktaki tüm dalga boyları üzerinden küçük bir düz siyah cisim kutusunu temsil edecek şekilde bütünleştirilerek türetilebilir. "Yayılan termal radyasyon miktarı hızla artar ve radyasyonun ana frekansı sıcaklık arttıkça yükselir". Stefan-Boltzmann sabiti, ona çarpan tüm ışıyan enerjiyi emen ve yayan bir kara cisim tarafından yayılan ısı miktarını ölçmek için kullanılabilir. Ayrıca, Stefan-Boltzmann sabiti sabit sıcaklıklarda (K) yoğunluk birimine (W⋅m⁻²) dönüştürülmesine de olanak sağlar.

Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.