Skip to content Skip to navigation

Benzer Elektrik Yüklü Parçacıklar Arasında Çekim Kuvvetleri

Dr. Mahir E. Ocak
09/08/2019 - 16:43

Söz konusu elektronlar, protonlar gibi “noktasal” parçacıklar olduğunda aynı işaretli elektrik yüklerinin birbirini ittiği, zıt işaretli elektrik yüklerinin birbirini çektiği bilinir. Ancak çok sayıda elektrik yüklü noktasal parçacığın bir araya gelmesiyle oluşan “bileşke” parçacıklarda durum farklıdır. 1980’lerin başlarından beri, aynı işaretli toplam elektrik yüküne sahip parçacıkların çok değerlikli* karşıt iyonlar (zıt elektrik yüklü iyonlar) içeren elektrolit çözeltilerde (elektrik yüklü iyonlar içeren çözeltiler) birbirini çekmesinin mümkün olduğu biliniyordu. Örneğin alüminyum klorür (AlCl3) suda çözündüğünde +3 yüklü alüminyum (Al3+) ve -1 yüklü klorür (Cl-) iyonlarına ayrışır. Cl- iyonları için Al3+ iyonları çok değerlikli karşıt iyonlardır. Bir AlCl3 çözeltisinde Cl- iyonları arasında çekici elektriksel kuvvetler ortaya çıkabilir. Bu durumun sebebi, parçacıklardaki elektrik yüklerinin eşit dağılmaması, benzer elektrik yüklerinin parçacığın belirli bir bölgesinde yoğunlaşması, yani parçacığın polarize olmasıdır.

Geçmişte sadece tek değerlikli karşıt iyonlar içeren bir çözeltide aynı işaretli toplam elektrik yüküne sahip parçacıkların her zaman birbirini iteceği düşünülüyordu. Ancak Alexandre P. Dos Santos ve Yan Levin yakın zamanlarda Physical Review Letters’ta yayımladıkları bir makalede bu çözeltilerde de aynı işaretli elektrik yüküne sahip parçacıkların birbirini çekmesinin mümkün olduğunu gösterdi.

Tek değerlikli karşıt iyonlar içeren bir çözeltideki aynı işaretli ancak farklı büyüklükte elektrik yüklerine sahip parçacıklar arasında çekim kuvvetleri ortaya çıkıyor.

Geçmişte bu konu üzerine yapılan çalışmalarda “aynı işaretli ve aynı” büyüklükte elektrik yüklerine sahip parçacıklar göz önünde bulunduruluyordu. Son yapılan çalışmada ise araştırmacılar “aynı işaretli ancak farklı büyüklükte” elektrik yüklerine sahip parçacıklara odaklanmışlar. Kuramsal hesaplar, sadece tek değerlikli karşıt iyonlar içeren bir çözeltide, küre biçimli, aynı işaretli ancak farklı büyüklükte elektrik yüklerine sahip iki parçacık arasında çekim kuvvetleri ortaya çıkacağını gösteriyor. Bu durumun nedeni büyük elektrik yüküne sahip parçacığın etkisiyle küçük elektrik yüküne sahip parçacığın polarize olması, zıt işaretli elektrik yüklerinin yakın tarafta, aynı işaretli elektrik yüklerinin uzak tarafta birikmesi. Elde edilen sonuçla ilgili önemli bir nokta, çekim kuvvetlerinin sadece parçacıklar küre biçimli olduğunda ortaya çıkması. Bu durum ortaya çıkan sonuçta parçacıkların geometrisinin de önemli olduğu anlamına geliyor.

* Bir iyonun değerliği, kazandığı ya da kaybettiği elektron sayısını ifade eder. Örneğin (Al3+) 3 elektron kaybettiği için +3 değerliklidir, (Cl-) 1 elektron kazandığı için -1 değerliklidir. Kazandığı ya da kaybettiği elektron sayısı 1 olan iyonlara tek değerlikli iyonlar,  1’den fazla olan iyonlara çok değerlikli iyonlar denir.

İlgili İçerikler

Fizik

Ses günlük hayatımızın önemli bir parçası olmasına rağmen sesin ardındaki fiziksel süreçler dikkatimizi çekmemiş olabilir. Bu fiziksel süreçleri daha iyi anlayabilmek için sesi “görmeye” ne dersiniz?

Fizik

2014 yılında Türkiye’nin kendi teknolojisini kullanarak fotovoltaik (FV) temelli güneş enerjisi santral ekipmanlarını üretmesi ve ihraç etmesi amacıyla MİLGES (Millî Güneş Enerjisi Santrali Geliştirilmesi) projesi başlatılmıştı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler ile iletken ve yalıtkan dedektör düzeneği tasarlıyoruz.

Fizik

Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde Faraday kafesinin çalışma prensibini ve günlük hayatımızda nerelerde kullanıldığını öğreniyoruz.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler kullanarak sabit makaralar, kaldıraç ve tekerleklerden oluşan ve bir bileşik makine olan “lastik tekerlekli vinç” düzeneği tasarlayacağız.

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde basit bir kondansatör tasarlayıp birçok elektrik devresinde kullanılan bu elektronik devre elemanının çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında güneş enerjisi geliyor. Ancak güneş ışığından aldığı enerjiyi elektriğe dönüştüren geleneksel fotovoltaik gözeler sadece gündüzleri çalışıyor. Gündüzleri elde edilen enerjiyi geceleri kullanabilmek içinse başka enerji biçimlerine dönüştürüp depolamak gerekiyor.

Fizik

Fren pedalına hafif bir dokunmayla, yüklü bir kamyonun nasıl durduğunu öğrenmek ister misiniz? Sürücü tarafından fren pedalına uygulanan kuvvet, fren hidroliği tarafından balatalara iletilir. Balatalar da tekerleklerle bağlantılı fren disklerini sıkıştırarak aracın yavaşlamasını ve durmasını sağlar.

Fizik

Yarasalar ilgi çekici bir özelliğe sahip: Ses dalgalarını kullanarak tamamen karanlık bir ortamda çevrelerindeki nesnelerin yerini belirleyebiliyorlar. Görme engelli bazı insanların da bu özelliğe sahip olduğu biliniyor.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler kullanarak elektrik enerjisi elde edip enerjiyi ışık, hareket ve ses enerjisine dönüştüren bir düzenek tasarlayacağız.