1902 yılı Nobel Fizik Ödülü, “manyetizmanın radyasyon olgusu üzerindeki etkileri hakkında gösterdikleri başarılı çalışmalarından dolayı” Hendrik Antoon Lorentz’e ve Pieter Zeeman’a verildi.
-
- Hendrik Antoon Lorentz
-
- Nobel Diploma of Lorentz
-
- Pieter Zeeman
-
- Nobel Diploma of Zeeman
Işık ve elektrik olguları, dönemin bilim camiasında en çok tartışılan konularından biriydi. Modern elektrik biliminin kurucusu Faraday, bu iki olgu arasındaki bağlantıdan şüphe etti ve çalışmalarının büyük bölümünü bu soruna ayırdı.
Maxwell ise Faraday’ın fikirlerini dikkate alarak bunları eksiksiz bir matematik teorisine geliştirdi. Bu teoriye göre, elektro-dinamik etkiler, uzayda sonlu bir hızda iletilir ve iletken olmayanlarda bile yer değiştirme akımları diye adlandırılan elektrik akımlarına neden olur. Dolayısıyla periyodik olarak değişen her elektrik akımı, bir elektrik dalga hareketi meydana getirir ve ışık, son derece kısa bir süreyle böyle bir dalga hareketinden oluşur.
Maxwell’in ışığın elektromanyetik teorisi olarak adlandırılan fikri, ilk önce nispeten az ilgi uyandırdı. Ancak 20 yıl sonra bu fikir, büyük önem arz eden bilimsel bir keşfe yol açtı.
-
- James Clerk Maxwell
-
- Michael Faraday
-
- Heinrich Rudolf Hertz
Alman fizikçi Heinrich Hertz daha sonra, elektriksel olarak yüklü bir gövde boşaltıldığında belirli koşullar altında üretilen elektrik titreşimlerinin, dalga hareketi formunda çevreleyen alan boyunca iletildiğini ve dalga hareketinin ışık hızında yayıldığını ve ışığın özelliklerine de sahip olduğunu gösterdi.
Bu, elektromanyetik ışık teorisi için sağlam bir deneysel temel oluşturdu.
Ancak bazı açılardan Maxwell’in ışık teorisi yetersizdi, çünkü ardında açıklanamayan bireysel olgular bırakmıştı.
Elektromanyetik ışık teorisinin daha da geliştirilmesi gereken destek Lorentz’ten geldi.
Maxwell’in teorisi, atom doğasının varsayımlarından bağımsız olsa da; Lorentz, maddede elektron olarak adlandırılan son derece küçük parçacıkların, belirli spesifik yüklerin taşıyıcıları olduğu hipotezinden başlar. Bu elektronlar, iletkenlerde serbestçe hareket ederler ve bu nedenle iletken olmayan hallerde elektrik direnci ile hareketleri görünürken, elektrik akımı üretirler.
Bu basit hipotezden yola çıkarak Lorentz, daha eski teorilerin açıkladığı her şeyi açıklamakla kalmayıp, aynı zamanda en büyük eksikliklerinin üstesinden gelmeyi başardı.
Elektromanyetik teorinin teorik gelişiminin yanı sıra, deneysel çalışmalar da kesintisiz olarak devam etti ve elektriksel dalga hareketi ile ışık arasındaki analoji her ayrıntıda gösterilmeye çalışıldı. Bununla birlikte bu olgular arasında tam bir benzerlik göstermek yeterli değildi. Bilim insanları için çok daha fazlası gerekliydi ve bu amaçla manyetik kuvvetlerin, hem ışık hem de elektrik akımı üzerinde aynı şekilde hareket ettiklerini göstermeye çalıştılar.
Faraday kanıtlamaya çalışıyordu ve yaptığı deneyler, manyetik kuvvetlerin etkisi ile ışığın polarizasyon düzleminin rotasyonunun keşfedilmesini sağladı.
Ancak manyetizmanın ışık kaynağından gelen radyasyon üzerindeki etkisini göstermeye çalışması-Faraday’ın meşgul olduğu son deney- başarısız oldu.
Elektromanyetik ışık teorisi tarafından yönlendirilen Zeeman, Faraday’ın son deneyini ele aldı ve pek çok başarısız denemeden sonra, bir ışık kaynağından gelen radyasyonun, manyetik kuvvetlerin etkisi altında doğasını değiştirdiğini, öyle ki, içerdiği farklı spektral çizgilerin birkaç bileşenine çözüldüğünü gösterdi.
Professor Lorentz, elektron teorisinin yardımı ile Profesör Zeeman tarafından keşfedilen olguları tatmin edici bir şekilde açıklayabildi.
Aslında manyetizmanın etkisi altında bölünen spektral çizgilerin polarize ışığı içerdiğini, diğer bir deyişle ışık titreşimlerinin manyetik kuvvetin etkisi altında belirli bir şekilde yönlendirildiğini ve bu kuvvetle ilişkili olarak ışık demetinin yönüne göre değiştiğini gösterdi.
Fizikçiler için bu keşif -Zeeman Etkisi- gösterilmesi gereken en önemli deneysel ilerlemelerden birini temsil eder.
Çünkü ışığın, elektrik yüklü parçacıkların titreşmesiyle aynı yasalara uygun olarak manyetizma tarafından etkilendiğinin gösterilmesi ile sadece elektromanyetik ışık teorisine güçlü destek verilmekle kalınmaz, aynı zamanda Zeeman’ın keşif sonuçları sayesinde, spektrumun yapısı ve maddenin moleküler yapısı hakkındaki bilgimize katkıları da vaat eder.
Referans:
Nobel Prize in Physics 1902 – Presentation Speech. (2017). Nobelprize.org. Retrieved from https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1902/press.html
Ana Görsel Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121031151609.htm
Resimler İçin Kaynakça
- Nobel diploma of Lorentz: https://www.knaw.nl/en/about-us/academy-history/1902-de-tweede-gouden-eeuw
- Nobel diploma of Zeeman: http://www.museumboerhaave.nl/steun/bedrijven/adopteer-een-object/
- Hendrik Antoon Lorentz: http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1902/lorentz-bio.html
- Pieter Zeeman: https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1902/zeeman-bio.html
- Michael Faraday: http://www.aldebaran.cz/famous/people/Faraday_Michael.php
- James Clerk Maxwell: http://faculty.wcas.northwestern.edu/~infocom/Ideas/maxwell.html
- Heinrich Rudolf Hertz: https://www.britannica.com/biography/Heinrich-Hertz
- Zeeman Effect: http://www.daviddarling.info/encyclopedia/Z/Zeeman_effect.html
