Atomski model Heisenbergovih značilnosti in omejitev

The Atomski model Heisenberga (1927) uvaja načelo negotovosti v elektronske orbitale, ki obkrožajo atomsko jedro. Izjemni nemški fizik je postavil temelje kvantne mehanike za oceno obnašanja subatomskih delcev, ki tvorijo atom.

Načelo negotovosti Wernerja Heisenberga kaže, da ni mogoče z gotovostjo vedeti niti položaja niti linearnega momenta elektrona. Enako načelo velja za spremenljivke časa in energije; to pomeni, če imamo pojma o položaju elektrona, ne bomo vedeli linearnega momenta elektrona in obratno.

Skratka, ni mogoče napovedati vrednosti obeh spremenljivk hkrati. Navedeno ne pomeni, da nobena od prej omenjenih velikosti ni mogoče natančno poznati. Dokler je ločeno, ni ovir za pridobitev vrednosti obresti.

Vendar pa negotovost nastopi, ko gre za spoznavanje hkrati dveh konjugiranih magnitumov, kot je primer položaja in linearnega momenta, in časa poleg energije..

To načelo nastane zaradi strogo teoretičnega razmišljanja, ki je edina smiselna razlaga za obrazložitev znanstvenih opazovanj.

Indeks

• 1 Značilnosti
• 2 Eksperimentalni testi
  • 2.1 Primer
  • 2.2 Kvantna mehanika, razen klasične mehanike
• 3 Omejitve
• 4 Zanimivi členi
• 5 Reference

Funkcije

Marca 1927 je Heisenberg objavil svoje delo O zaznavni vsebini kvantne teoretične kinematike in mehanike, kjer je podrobno opisal načelo negotovosti ali nedoločenosti.

Za to načelo, ki je temeljno za atomski model, ki ga je predlagal Heisenberg, je značilno naslednje:

- Načelo negotovosti se pojavlja kot razlaga, ki dopolnjuje nove atomske teorije o obnašanju elektronov. Kljub uporabi merilnih instrumentov z visoko natančnostjo in občutljivostjo je v vsakem eksperimentalnem testu še vedno prisotna nedoločenost.

- Zaradi načela negotovosti, če analiziramo dve sorodni spremenljivki, če imamo natančno znanje o eni od teh, se bo nedoločenost nad vrednostjo druge spremenljivke povečala..

- Linearni moment in položaj elektrona ali drugega subatomskega delca se ne da meriti hkrati.

- Razmerje med obema spremenljivkama je podano z neenakostjo. Po Heisenbergu je produkt variacij linearnega momenta in položaja delca vedno večji od količnika med konstanto Plank (6.62606957 (29) × 10). ^-34 Jules x sekundi) in 4π, kot je podrobno opisano v naslednjem matematičnem izrazu:

Legenda, ki ustreza temu izrazu, je naslednja:

Δp: nedoločitev linearnega momenta.

Δx: določitev položaja.

h: Konstanta deske.

π: število pi 3.14.

- Glede na navedeno ima produkt negotovosti kot spodnjo mejo razmerje h / 4π, ki je konstantna vrednost. Torej, če je ena od velikosti nagnjena k nič, se mora drugi povečati v enakem razmerju.

- Ta relacija velja za vse pare konjugiranih kanonskih veličin. Na primer: princip Heisenbergova negotovost je popolnoma uporaben za energijsko-časovni par, kot je opisano spodaj:

V tem izrazu:

ΔE: nedoločljivost energije.

Δt: nedoločitev časa.

h: Konstanta deske.

π: število pi 3.14.

- Iz tega modela je mogoče sklepati, da je absolutni vzročni determinizem v konjugiranih kanonskih spremenljivkah nemogoč, saj bi za vzpostavitev tega razmerja morali poznati začetne vrednosti študijskih spremenljivk..

- Posledično Heisenbergov model temelji na verjetnostnih formulacijah zaradi naključnosti, ki obstaja med spremenljivkami na subatomskih ravneh..

Eksperimentalni testi

Načelo Heisenbergovih negotovosti se pojavlja kot edina možna razlaga za eksperimentalne teste, ki so potekali v prvih treh desetletjih 21. stoletja..

Pred Heisenbergom, ki je navedel načelo negotovosti, so prevladujoči predpisi do takrat predlagali, da so spremenljivke linearni moment, položaj, kotni moment, čas, energija, med drugim, za subatomske delce definirane operativno.

To je pomenilo, da so bili obravnavani kot klasična fizika; to pomeni, da je bila izmerjena začetna vrednost in končna vrednost je bila ocenjena po vnaprej določenem postopku.

Navedeno je vključevalo opredelitev referenčnega sistema za meritve, merilni instrument in način uporabe navedenega instrumenta v skladu z znanstveno metodo..

V skladu s tem se morajo spremenljivke, ki jih opisujejo subatomski delci, obnašati deterministično. To pomeni, da je bilo treba njegovo vedenje natančno in natančno napovedati.

Vendar pa je bilo vsakokrat, ko je bil izveden takšen test, nemogoče dobiti teoretično ocenjeno vrednost pri merjenju.. 

Meritve so bile napačno predstavljene zaradi naravnih pogojev poskusa in dobljeni rezultati niso bili koristni za obogatitev teorije atomov..

Primer

Na primer: če gre za merjenje hitrosti in položaja elektrona, naj bi sestava poskusa predvidevala trčenje fotona svetlobe z elektronom..

Ta trk povzroči spremembo hitrosti in notranjega položaja elektrona, s katerim se predmet meritve spremeni s poskusnimi pogoji..

Zato raziskovalec kljub natančnosti in natančnosti uporabljenih instrumentov spodbuja nastanek neizogibne poskusne napake.

Kvantna mehanika se razlikuje od klasične mehanike

Poleg zgoraj navedenega, načelo nedoločenosti Heisenberga navaja, da po definiciji kvantna mehanika deluje drugače glede na klasično mehaniko..

Zato se predpostavlja, da je natančno poznavanje meritev na subatomski ravni omejeno s tanko črto, ki ločuje klasično in kvantno mehaniko..

Omejitve

Kljub pojasnjevanju nedoločenosti subatomskih delcev in določanju razlik med klasično in kvantno mehaniko, Heisenbergov atomski model ne vzpostavlja edinstvene enačbe za razlago naključnosti te vrste pojavov..

Poleg tega dejstvo, da je razmerje vzpostavljeno z neenakostjo, pomeni, da je obseg možnosti za produkt dveh konjugiranih kanonskih spremenljivk nedoločen. Zato je pomembna negotovost, ki je neločljivo povezana s subatomskimi procesi.

Zanimivi izdelki

Atomski model Schrödingerja.

Atomski model Broglie.

Atomski model Chadwicka.

Atomski model Perrina.

Atomski model Thomsona.

Atomski model Daltona.

Atomski model Diracovega Jordana.

Atomski model Demokrita.

Atomski model Bohra.

Reference

1. Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Vzpostavljeno iz: britannica.com
2. Heisenbergov princip negotovosti (s.f.). Vzpostavljeno iz: hiru.eus
3. García, J. (2012). Načelo nejasnosti Heisenberga. Vzpostavljeno iz: hiberus.com
4. Atomski modeli (s.f.). Nacionalna avtonomna univerza v Mehiki. Mexico City, Mehika. Pridobljeno iz: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
5. Werner Heisenberg (s.f.) Vzpostavljeno iz: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
6. Wikipedija, svobodna enciklopedija (2018). Konstanta planka. Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org
7. Wikipedija, svobodna enciklopedija (2018). Neodmerna relacija Heisenberga. Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org