Zdieľam:
Atómový model Heisenbergových charakteristík a obmedzení
Atómový model Heisenberga (1927) zavádza princíp neistoty v elektrónových orbitaloch, ktoré obklopujú atómové jadro. Vynikajúci nemecký fyzik položil základy kvantovej mechaniky, aby odhadol správanie subatomárnych častíc, ktoré tvoria atóm..
Princíp neistoty Wernera Heisenberga ukazuje, že nie je možné s istotou poznať pozíciu ani lineárny impulz elektrónu. Rovnaký princíp platí pre premenné čas a energia; to znamená, že ak máme tušenie o polohe elektrónu, nepoznáme lineárnu hybnosť elektrónu a naopak.
Stručne povedané, nie je možné súčasne predpovedať hodnotu oboch premenných. Vyššie uvedené neznamená, že žiadna z vyššie uvedených veličín nemôže byť presne známa. Pokiaľ je samostatne, neexistuje žiadna prekážka na získanie hodnoty úroku.
Neistota sa však vyskytuje, keď príde na to, aby sme poznali súčasne dve konjugované veličiny, ako je to v prípade polohy a lineárneho momentu, a času, ktorý sa nachádza vedľa energie..
Tento princíp vzniká v dôsledku striktne teoretického odôvodnenia ako jediného realizovateľného vysvetlenia, ktoré odôvodňuje vedecké pozorovania.
index
- 1 Charakteristiky
- 2 Experimentálne skúšky
- 2.1 Príklad
- 2.2 Kvantová mechanika okrem klasickej mechaniky
- 3 Obmedzenia
- 4 Články záujmu
- 5 Referencie
rysy
V marci 1927 vydal Heisenberg svoju prácu O percepčnom obsahu kvantovej teoretickej kinematiky a mechaniky, kde podrobne opísal princíp neistoty alebo neurčitosti.
Tento princíp, základný v atómovom modeli navrhnutom Heisenbergom, je charakterizovaný nasledovným:
- Princíp neistoty sa javí ako vysvetlenie, ktoré dopĺňa nové atómové teórie o správaní elektrónov. Napriek použitiu meracích prístrojov s vysokou presnosťou a citlivosťou je pri každom experimentálnom teste stále prítomná neurčitosť.
- Vzhľadom na princíp neistoty, keď analyzujeme dve súvisiace premenné, ak človek má presnú znalosť jedného z týchto premenných, potom sa neurčitosť nad hodnotou inej premennej zvýši.
- Lineárny moment a poloha elektrónu alebo inej subatomárnej častice sa nedajú merať súčasne.
- Vzťah medzi oboma premennými je daný nerovnosťou. Podľa Heisenberga je výsledok kolísania lineárneho hybnosti a polohy častice vždy väčší ako kvocient medzi Plankovou konštantou (6.62606957 (29) × 10 -34 Jules x sekúnd) a 4π, ako je uvedené v nasledujúcom matematickom výraze:
Legenda zodpovedajúca tomuto výrazu je nasledovná:
Δp: neurčitosť lineárneho momentu.
Δx: určenie polohy.
h: Plank konštanta.
π: číslo pi 3.14.
- S ohľadom na vyššie uvedené, súčin neistôt má ako dolnú hranicu vzťah h / 4π, ktorý je konštantnou hodnotou. Ak má teda jedna z veličín nulovú hodnotu, druhá sa musí zvýšiť v rovnakom pomere.
- Tento vzťah platí pre všetky páry konjugovaných kanonických veličín. Napríklad: Heisenbergov princíp neistoty je dokonale aplikovateľný na dvojicu energetických časov, ako je uvedené nižšie:
V tomto výraze:
ΔE: stanovenie energie.
Δt: neurčenie času.
h: Plank konštanta.
π: číslo pi 3.14.
- Z tohto modelu sa odvodzuje, že absolútny kauzálny determinizmus v konjugovaných kanonických premenných je nemožný, pretože na vytvorenie tohto vzťahu je potrebné mať vedomosti o počiatočných hodnotách študijných premenných.
- V dôsledku toho je Heisenbergov model založený na pravdepodobnostných formuláciách v dôsledku náhodnosti, ktorá existuje medzi premennými na subatomárnych úrovniach..
Experimentálne testy
Princíp Heisenbergovej neistoty sa javí ako jediné možné vysvetlenie experimentálnych testov, ktoré sa uskutočnili v prvých troch desaťročiach 21. storočia..
Predtým, ako Heisenberg vyjadril princíp neistoty, prevládajúce pravidlá potom navrhli, že premenlivé lineárne hybnosti, polohy, hybnosti hybnosti, času, energie, okrem iného, pre subatomárne častice boli operatívne definované..
To znamenalo, že sa s nimi zaobchádzalo ako s klasickou fyzikou; bola meraná počiatočná hodnota a konečná hodnota bola odhadnutá podľa vopred stanoveného postupu.
Vyššie uvedené zahŕňalo definovanie referenčného systému pre merania, merací prístroj a spôsob použitia uvedeného prístroja podľa vedeckej metódy.
Podľa toho sa museli premenné opísané subatomárnymi časticami správať deterministicky. To znamená, že jej správanie bolo potrebné presne a presne predpovedať.
Avšak vždy, keď sa uskutočnila skúška tohto druhu, nebolo možné získať teoreticky odhadovanú hodnotu v meraní..
Merania boli skreslené kvôli prirodzeným podmienkam experimentu a získaný výsledok nebol užitočný na obohatenie atómovej teórie.
príklad
Napríklad: ak ide o meranie rýchlosti a polohy elektrónu, zostavenie experimentu by malo uvažovať o kolízii fotónu svetla s elektrónom..
Táto kolízia vyvoláva zmenu rýchlosti a vnútornej polohy elektrónu, s ktorou je predmet merania zmenený experimentálnymi podmienkami..
Preto výskumník podporuje výskyt nevyhnutnej experimentálnej chyby napriek presnosti a presnosti použitých nástrojov.
Kvantová mechanika odlišná od klasickej mechaniky
Okrem vyššie uvedeného, princíp neurčenia Heisenbergu uvádza, že kvantová mechanika funguje podľa definície inak ako klasická mechanika..
Preto sa predpokladá, že presná znalosť meraní na subatomárnej úrovni je obmedzená tenkou čiarou, ktorá oddeľuje klasickú a kvantovú mechaniku..
obmedzenia
Napriek vysvetleniu neurčitosti subatomárnych častíc a stanoveniu rozdielov medzi klasickou a kvantovou mechanikou Heisenbergov atómový model nevytvára jedinečnú rovnicu na vysvetlenie náhodnosti tohto typu javov..
Okrem toho skutočnosť, že vzťah je vytvorený prostredníctvom nerovnosti znamená, že rozsah možností pre produkt dvoch konjugovaných kanonických premenných je neurčitý. V dôsledku toho je neistota obsiahnutá v subatomárnych procesoch významná.
Články záujmu
Atómový model Schrödingera.
Atómový model Broglieho.
Atómový model Chadwicku.
Atómový model Perrinu.
Atómový model Thomsona.
Atómový model Daltona.
Atómový model Dirac Jordan.
Atómový model Democritus.
Atómový model Bohr.
referencie
- Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Zdroj: britannica.com
- Heisenbergov princíp neistoty (s.f.). Zdroj: hiru.eus
- García, J. (2012). Princíp neistoty Heisenberga. Zdroj: hiberus.com
- Atómové modely (s.f.). Národná autonómna univerzita v Mexiku. Mexico City, Mexiko. Obnovené z: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
- Werner Heisenberg (s.f.) Zdroj: .-history-of-the-atom.wikispaces.com
- Wikipédia, Voľná encyklopédia (2018). Konštanta dosky. Zdroj: en.wikipedia.org
- Wikipédia, Voľná encyklopédia (2018). Neurčenie Heisenberga. Zdroj: en.wikipedia.org