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

Nobel Fizik Ödülü’nün 2019 yılı sahipleri Princeton Üniversitesinden James Peebles, Cenova Üniversitesinden Michel Mayor ve Cambridge Üniversitesinden Didier Queloz oldu.

Fizik

Bilim insanları, günlük hava tahmini için çeşitli gözlemler ve ölçümler yapar. Bunların arasında rüzgâr hızı ölçümleri de vardır. Rüzgârın hızını ölçen aletlere anemometre (rüzgârölçer) denir. Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler kullanarak bir rüzgârölçer tasarlayacağız.

Fizik

Biyokütle ve Kömür Karışımlarından Sıvı Yakıt Üretimi (TRİJEN) projesi sayesinde Türkiye’nin linyit kömürleri sıvı akaryakıtlara ve değerli kimyasal maddelere dönüştürülebiliyor. Böylece düşük enerji içeriğine sahip linyit kömürlerinin etkin, verimli ve çevre dostu bir şekilde ekonomiye kazandırılması mümkün olabilecek.

Fizik

Bu yıl sekizincisi düzenlenen Breakthrough Ödülleri’nde temel fizik alanındaki ödülün sahibi ilk karadelik görüntüsünün elde edilmesi çalışmasını gerçekleştiren araştırmacılar oldu. Ödül kazanan araştırmacılar arasında Türk bilim insanı Prof. Dr. Feryal Özel de bulunuyor.

Fizik

Ay'a ulaşmamızı sağlayan en önemli teknolojilerden biri roketlerdi. Peki, roketler nasıl çalışıyor? Deneyler köşesinin bu etkinliğinde bir araba tasarlayarak Newton'un hareket yasalarını ve roketlerin çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Danimarkalı gökbilimci Ole Christensen Romer, ışık hızını belirlemek için çalışmalar yapan ilk bilim insanlarından biridir. Romer, yaptığı uzun süreli gözlemler sonucunda Jüpiter’in uydularından Io’nun iki tutulması arasında geçen zamanlarda farklılıklar tespit etti.

Fizik

Bu etkinliğimizde yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinin farklı enerji türlerine dönüştüğünü gözlemleyebileceğimiz bir düzenek tasarlayacağız.

Fizik

James Watt’ın buhar motorunu keşfetmesi Sanayi Devrimi’nin başlangıcı olarak kabul edilir. James Watt, buhar motorunu madenlerde ortaya çıkan suyun dışarı pompalanması için etkili bir yöntem ararken geliştirdi. İlk yazımızda Arşimet, 12. yüzyılda yaşayan el-Cezeri ve 16. yüzyılda yaşayan Takiyüddin’in suyun yukarı taşınması için geliştirdikleri düzenekleri anlatmıştık.

Fizik

Uluslararası bir araştırma grubu, araçların arka kısımlarına hava püskürten cihazlar yerleştirerek hava sürtünmesini azaltmayı başardı. Dr. Ruiying Li ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmanın sonuçları Physical Review Fluids’te yayımlandı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemelerden güneş enerjisi ile çalışan bir yel değirmeni düzeneği tasarlayarak enerji dönüşümünü gözlemleyeceğiz.