Atomic Model of Heisenberg Egenskaber og Begrænsninger



den Atommodel af Heisenberg (1927) introducerer usikkerhedsprincippet i elektronens orbitaler, der omgiver atomkernen. Den fremragende tyske fysiker lagde grunden til kvantemekanik til at estimere adfærden af ​​de subatomære partikler, der udgør et atom.

Werner Heisenbergs usikkerhedsprincip indikerer, at det ikke er muligt at vide med sikkerhed hverken den elektroniske position eller det lineære momentum. Det samme princip gælder for variablerne tid og energi; det vil sige, hvis vi har en anelse om elektronens position, vil vi ikke kende elektronens lineære momentum og omvendt.

Kort sagt er det ikke muligt at forudsige værdien af ​​begge variabler samtidigt. Det foregående betyder ikke, at nogen af ​​de tidligere nævnte størrelser ikke kan være nøjagtigt kendte. Så længe det er separat, er der ingen hindring for at opnå værdien af ​​interesse.

Usikkerheden finder dog sted, når det kommer til at kende samtidig to konjugerede størrelser, som det er tilfældet med positionen og det lineære øjeblik og tiden ved siden af ​​energien.

Dette princip opstår på grund af en strengt teoretisk begrundelse, som den eneste levedygtige forklaring at give grund til de videnskabelige observationer.

indeks

  • 1 kendetegn
  • 2 Eksperimentelle tests
    • 2.1 Eksempel
    • 2.2 Kvantemekanik ud over klassisk mekanik
  • 3 begrænsninger
  • 4 Artikler af interesse
  • 5 referencer

funktioner

I marts 1927 offentliggjorde Heisenberg sit arbejde På det perceptuelle indhold af kvantetheoretiske kinematik og mekanik, hvor han detaljerede princippet om usikkerhed eller ubestemthed.

Dette princip, der er fundamentalt i den atommodel, som Heisenberg har foreslået, er kendetegnet ved følgende:

- Usikkerhedsprincippet fremgår som en forklaring, der supplerer de nye atomteorier om elektronernes opførsel. På trods af brugen af ​​måleinstrumenter med høj præcision og følsomhed er indetermination stadig til stede i enhver forsøgstest.

- På grund af usikkerhedsprincippet, når man analyserer to relaterede variabler, hvis man har en præcis viden om en af ​​disse, vil ubestemmelsen over værdien af ​​den anden variabel være stigende.

- Det lineære øjeblik og positionen af ​​en elektron eller en anden subatomisk partikel kan ikke måles på samme tid.

- Forholdet mellem begge variabler er givet ved en ulighed. Ifølge Heisenberg er produktet af variationerne af det lineære momentum og partiklens position altid større end kvoten mellem Plank-konstanten (6.62606957 (29) × 10 -34 Jules x sekunder) og 4π, som beskrevet i følgende matematiske udtryk:

Legenden der svarer til dette udtryk er følgende:

Δp: indetermination af det lineære øjeblik.

Δx: Indetermination af positionen.

h: Plank konstant.

π: tal pi 3,14.

- På baggrund af ovenstående har produktet af usikkerhederne som en lavere grænse forholdet h / 4π, som er en konstant værdi. Hvis en af ​​størrelserne tendens til at være nul, skal den anden derfor stige i samme forhold.

- Dette forhold gælder for alle par konjugerede canoniske størrelser. For eksempel: Heisenberg usikkerhedsprincippet passer perfekt til energitiden parret, som beskrevet nedenfor:

I dette udtryk:

ΔE: Energibesparelse.

Δt: tidsbestemmelse.

h: Plank konstant.

π: tal pi 3,14.

- Fra denne model er det udledt, at den absolutte kausal determinisme i konjugerede canoniske variabler er umulig, da man for at etablere dette forhold bør have viden om de indledende værdier af undersøgelsesvariablerne.

- Derfor er Heisenberg-modellen baseret på probabilistiske formuleringer på grund af den tilfældighed der eksisterer mellem variablerne på subatomiske niveauer.

Eksperimentelle tests

Heisenberg usikkerhedsprincippet fremstår som den eneste mulige forklaring på de eksperimentelle tests, der fandt sted i de første tre årtier af det 21. århundrede.

Før Heisenberg opfattede usikkerhedsprincippet, foreslog de gældende forskrifter da at variablerne lineært momentum, position, vinkelmoment, tid, energi, blandt andet for subatomære partikler blev defineret operationelt.

Dette betød, at de blev behandlet som om det var klassisk fysik; det vil sige en initialværdi blev målt, og den endelige værdi blev estimeret ifølge den forud fastlagte procedure.

Det foregående involverede at definere et referencesystem til målingerne, måleinstrumentet og anvendelsesmåden for instrumentet ifølge den videnskabelige metode.

I overensstemmelse hermed måtte variablerne beskrevet af subatomære partikler opføre sig deterministisk. Dvs. dets adfærd måtte forudsiges præcist og præcist.

Hver gang en test af denne art blev udført, var det imidlertid umuligt at opnå den teoretisk estimerede værdi i målingen.. 

Målingerne blev fejlagtige på grund af eksperimentets naturlige forhold, og det opnåede resultat var ikke nyttigt at berige atomteorien.

eksempel

For eksempel: hvis det drejer sig om at måle hastigheden og placeringen af ​​en elektron, bør forsamlingens samling overveje kollision af en foton af lys med elektronen.

Denne kollision inducerer en variation i elektronens hastighed og egenposition, hvormed målsætningen ændres ved forsøgsbetingelserne.

Derfor tilskynder forskeren til forekomsten af ​​en uundgåelig forsøgsfeil på trods af nøjagtigheden og præcisionen af ​​de anvendte instrumenter.

Kvantemekanik forskellig fra klassisk mekanik

Ud over det ovennævnte erklærer princippet om bestemmelse af Heisenberg, at kvantemekanik pr. Definition arbejder forskelligt i forhold til klassisk mekanik.

Det antages derfor, at nøjagtig viden om målingerne på det subatomære niveau er begrænset af den tynde linje, som adskiller klassisk og kvantemekanik..

begrænsninger

På trods af at forklare ubestemthed af subatomære partikler og indstilling af forskellene mellem klassisk og kvantemekanik, etablerer Heisenberg-atommodellen ikke en unik ligning for at forklare tilfældigheden af ​​denne type fænomener..

Det forhold, at forholdet er etableret gennem en ulighed, indebærer endvidere, at rækkevidden af ​​muligheder for produktet af to konjugerede canoniske variabler er ubestemt. Følgelig er usikkerheden forbundet med subatomære processer signifikant.

Artikler af interesse

Atom model af Schrödinger.

Atomisk model af Broglie.

Atom model af Chadwick.

Atomisk model af Perrin.

Atommodel af Thomson.

Atommodel af Dalton.

Atomisk model af Dirac Jordan.

Atomisk model af Democritus.

Atom model af Bohr.

referencer

  1. Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Hentet fra: britannica.com
  2. Heisenberg Usikkerhedsprincippet (s.f.). Hentet fra: hiru.eus
  3. García, J. (2012). Heisenbergs usikkerhedsprincip. Hentet fra: hiberus.com
  4. Atommodeller (s.f.). National Autonomous University of Mexico. Mexico City, Mexico. Gendannet fra: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
  5. Werner Heisenberg (s.f.). Hentet fra: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
  6. Wikipedia, Den Frie Encyklopædi (2018). Konstant af Plank. Hentet fra: en.wikipedia.org
  7. Wikipedia, Den Frie Encyklopædi (2018). Indetermineringsforhold af Heisenberg. Hentet fra: en.wikipedia.org