Atomový model Heisenbergových charakteristik a omezení



Atomový model Heisenberga (1927) zavádí princip nejistoty v elektronových orbitálech, které obklopují atomové jádro. Vynikající německý fyzik položil základy kvantové mechaniky, aby odhadl chování subatomárních částic, které tvoří atom..

Princip nejistoty Wernera Heisenberga ukazuje, že není možné určit s jistotou ani polohu ani lineární hybnost elektronu. Stejný princip platí pro proměnné čas a energie; jestliže máme ponětí o poloze elektronu, nebudeme znát lineární hybnost elektronu a naopak.

Stručně řečeno, není možné předpovědět hodnotu obou proměnných současně. Výše uvedené neznamená, že žádná z výše uvedených veličin nemůže být přesně známa. Pokud je odděleně, neexistuje žádná překážka pro získání hodnoty úroku.

Nejistota se však odehrává, pokud jde o současnou znalost dvou konjugovaných veličin, jako je tomu v případě polohy a lineárního momentu, a času v blízkosti energie..

Tento princip vzniká díky striktně teoretickému uvažování jako jedinému životaschopnému vysvětlení, které je důvodem vědeckých pozorování.

Index

  • 1 Charakteristika
  • 2 Experimentální zkoušky
    • 2.1 Příklad
    • 2.2 Kvantová mechanika jiná než klasická mechanika
  • 3 Omezení
  • 4 Články zájmu
  • 5 Odkazy

Vlastnosti

V březnu 1927 vydal Heisenberg své dílo O vjemovém obsahu kvantové teoretické kinematiky a mechaniky, kde podrobně popsal princip nejistoty nebo neurčitosti.

Tento princip, základní v atomovém modelu navrhovaném Heisenbergem, je charakterizován následujícími:

- Princip nejistoty se objevuje jako vysvětlení, které doplňuje nové atomové teorie o chování elektronů. Navzdory použití měřicích přístrojů s vysokou přesností a citlivostí je indeterminace stále přítomna v každém experimentálním testu.

- Kvůli principu nejistoty při analýze dvou příbuzných proměnných, pokud má člověk jednoznačné znalosti jedné z nich, pak se neurčitost nad hodnotou jiné proměnné zvýší.

- Lineární moment a poloha elektronu nebo jiné subatomární částice nemohou být měřeny současně.

- Vztah mezi oběma proměnnými je dán nerovností. Podle Heisenberga je součin kolísání lineárního hybnosti a polohy částice vždy větší než kvocient mezi Plankovou konstantou (6.62606957 (29) × 10 -34 Jules x sekund) a 4π, ​​jak je podrobně popsáno v následujícím matematickém výrazu:

Legenda odpovídající tomuto výrazu je následující:

Δp: neurčitost lineárního momentu.

Δx: určení polohy.

h: Konstanta prkna.

π: číslo pi 3.14.

- Vzhledem k výše uvedenému má součin nejistot jako dolní mez vztah h / 4π, který je konstantní hodnotou. Proto, pokud má jedna z veličin tendenci k nule, druhá se musí zvýšit ve stejném poměru.

- Tento vztah platí pro všechny páry konjugovaných kanonických veličin. Například: Heisenbergův princip nejistoty je dokonale použitelný pro pár energetického času, jak je popsáno níže:

V tomto výrazu:

ΔE: Stanovení energie.

Δt: neurčení času.

h: Konstanta prkna.

π: číslo pi 3.14.

- Z tohoto modelu je odvozeno, že absolutní kauzální determinismus v konjugovaných kanonických proměnných je nemožné, protože pro stanovení tohoto vztahu je třeba mít znalosti o počátečních hodnotách studijních proměnných.

- V důsledku toho je Heisenbergův model založen na pravděpodobnostních formulacích, vzhledem k náhodnosti, která existuje mezi proměnnými na subatomárních úrovních..

Experimentální testy

Princip Heisenbergovy nejistoty se ukazuje jako jediné možné vysvětlení experimentálních testů, které proběhly v prvních třech desetiletích 21. století..

Předtím, než Heisenberg vyjádřil princip nejistoty, převažující pravidla pak navrhla, že proměnné lineární hybnost, poloha, hybnost hybnosti, čas, energie, mimo jiné, pro subatomární částice byly definovány operativně..

To znamenalo, že se s nimi zacházelo jako s klasickou fyzikou; tj. byla změřena počáteční hodnota a konečná hodnota byla odhadnuta podle předem stanoveného postupu.

Výše uvedené zahrnovaly definování referenčního systému pro měření, měřicí přístroj a způsob použití uvedeného přístroje podle vědecké metody.

Podle toho se proměnné popsané subatomovými částicemi musely chovat deterministicky. To znamená, že jeho chování muselo být přesně a přesně předvídáno.

Pokaždé, když byl proveden test tohoto druhu, bylo nemožné získat teoreticky odhadovanou hodnotu v měření.. 

Měření byla zkreslena kvůli přirozeným podmínkám experimentu a získaný výsledek nebyl užitečný obohatit atomovou teorii.

Příklad

Například: jestliže to je o měření rychlosti a pozici elektronu, shromáždění experimentu by mělo zvažovat kolizi fotonu světla s elektronem..

Tato kolize vyvolává změnu rychlosti a vnitřní polohy elektronu, s níž je předmět měření změněn experimentálními podmínkami..

Proto výzkumník podporuje výskyt nevyhnutelné experimentální chyby, navzdory přesnosti a přesnosti použitých nástrojů.

Kvantová mechanika odlišná od klasické mechaniky

Kromě výše uvedeného, ​​princip indetermination Heisenberg říká, že podle definice kvantová mechanika pracuje jinak s ohledem na klasickou mechaniku.

V důsledku toho se předpokládá, že přesná znalost měření na subatomární úrovni je omezena tenkou čarou, která odděluje klasickou a kvantovou mechaniku..

Omezení

Navzdory vysvětlení neurčitosti subatomárních částic a nastavení rozdílů mezi klasickou a kvantovou mechanikou Heisenbergův atomový model nezakládá jedinečnou rovnici, která by vysvětlovala náhodnost tohoto typu jevů..

Navíc skutečnost, že vztah je založen na nerovnosti, znamená, že rozsah možností pro produkt dvou konjugovaných kanonických proměnných je neurčitý. V důsledku toho je významná nejistota v subatomárních procesech.

Články zájmu

Atomový model Schrödingera.

Atomový model Broglie.

Atomový model Chadwicku.

Atomový model Perrinu.

Atomový model Thomsona.

Atomový model Daltona.

Atomový model Dirac Jordan.

Atomový model Democritus.

Atomový model Bohr.

Odkazy

  1. Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Zdroj: britannica.com
  2. Heisenbergův princip neurčitosti (s.f.). Zdroj: hiru.eus
  3. García, J. (2012). Princip nejistoty Heisenberga. Zdroj: hiberus.com
  4. Atomové modely (s.f.). Národní autonomní univerzita Mexika. Mexico City, Mexiko. Obnoveno z: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
  5. Werner Heisenberg (s.f.) Citováno z: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
  6. Wikipedia, Volná encyklopedie (2018). Konstanta Planku. Zdroj: en.wikipedia.org
  7. Wikipedia, Volná encyklopedie (2018). Neurčitý vztah Heisenberga. Zdroj: en.wikipedia.org