Broglie Atomová modelová charakteristika a omezení

Broglieho atomový model byl navržen francouzským fyzikem Louis Broglie v roce 1924. Ve své disertační práci, Broglie tvrdil vlnu-dualita částic elektronů, kterým se základy mechaniky vln. Broglie publikoval důležité teoretické poznatky o povaze vlnového tělesa hmoty v atomovém měřítku.

Následně, Broglie prohlášení byla experimentálně demonstrována vědci Clinton Davisson a Lester Germer, v 1927. Broglie elektronová teorie vln je založená na Einsteinově návrhu na vlnových vlastnostech světla u krátkých vlnových délek..

Broglie oznámil možnost, že hmota má podobné chování jako světlo, a navrhla podobné vlastnosti v subatomárních částicích, jako jsou elektrony..

Elektrické náboje a oběžné dráhy omezují amplitudu, délku a frekvenci vlny popsané elektrony. Broglie vysvětlil pohyb elektronů kolem atomového jádra.

Index

• 1 Charakteristika atomového modelu Broglie
• 2 Experiment Davisson a Germer
• 3 Omezení
• 4 Články zájmu
• 5 Odkazy

Charakteristika atomového modelu Broglie

Aby Broglie vytvořil svůj návrh, vycházel z principu, že elektrony mají dvojí povahu mezi vlnou a částicemi, podobně jako světlo.

V tomto smyslu, Broglie dělal srovnání mezi oběma jevy, a založený na rovnicích vyvinutých Einstein pro studium vlnové povahy světla, on ukazoval následující: \ t

- Celková energie fotonu a následně celková energie elektronu je výsledkem součinu frekvence vlny a konstanty Planku (6.62606957 (29) × 10 ^-34 Jules x sekund), jak je popsáno v následujícím výrazu:

V tomto výrazu:

E = elektronová energie.

h = Konstanta prkna.

f = frekvence vlny.

- Lineární moment fotonu, a tedy elektronu, je nepřímo úměrný vlnové délce a obě veličiny jsou vztaženy přes Plankovou konstantu:

V tomto výrazu:

p = lineární moment elektronu.

h = Konstanta prkna.

λ = vlnová délka.

- Lineární hybnost je součin hmotnosti částice rychlostí, kterou má částice během jejího přemístění.

Pokud je předchozí matematický výraz restrukturalizován jako funkce vlnové délky, máme následující:

Ve zmíněném výrazu:

λ = vlnová délka.

h = Konstanta prkna.

m = hmotnost elektronu.

v = rychlost elektronu.

Protože h, konstanta Plank, má malou hodnotu, vlnová délka λ je také. V důsledku toho je možné konstatovat, že vlnové vlastnosti elektronu se vyskytují pouze na atomových a subatomárních úrovních.

- Broglie je také založený na postulátech Bohrova atomového modelu. Podle posledně uvedeného jsou oběžné dráhy elektronů omezeny a mohou být pouze násobky celých čísel. Tak:

Kde:

λ = vlnová délka.

h = Konstanta prkna.

m = hmotnost elektronu.

v = rychlost elektronu.

r = poloměr dráhy.

n = celé číslo.

Podle atomového modelu Bohr, který Broglie přijal jako základ, pokud se elektrony chovají jako stojící vlny, jsou jedinými povolenými dráhami ty, jejichž poloměr je roven integrálnímu násobku vlnové délky λ..

Proto ne všechny oběžné dráhy splňují parametry nezbytné pro to, aby se elektron pohyboval mezi nimi. To je důvod, proč elektrony mohou cestovat pouze ve specifických drahách.

Vlnová teorie Broglieho elektronů odůvodnila úspěch atomového modelu Bohr vysvětlit chování jediného elektronu atomu vodíku..

Analogicky také vrhá světlo na to, proč tento model nespadl do složitějších systémů, tj. Atomů s více než jedním elektronem.

Davissonův a Germerův experiment

Experimentální ověření atomového modelu Broglie proběhlo 3 roky po jeho zveřejnění v roce 1927.

Prominentní američtí fyzici Clinton J. Davisson a Lester Germer experimentálně potvrdili teorii vlnové mechaniky.

Davisson a Germer provedli testy rozptylu elektronového paprsku niklovým krystalem a pozorovali difrakční jev přes kovové médium..

Provedený experiment spočíval v provedení následujícího postupu:

- V prvním případě byla umístěna sestava s elektronovým paprskem, která měla známou počáteční energii.

- Byl instalován zdroj napětí pro urychlení pohybu elektronů, což vyvolalo potenciální rozdíl.

- Tok elektronového paprsku byl nasměrován na kovový krystal; v tomto případě nikl.

- Byl měřen počet elektronů, které dopadly na krystal niklu.

Na konci experimentu Davisson a Germer zjistili, že elektrony byly rozptýleny v různých směrech.

Opakováním experimentu s použitím kovových krystalů s různými orientacemi vědci zjistili následující:

- Rozptyl elektronového paprsku kovovým krystalem byl srovnatelný s fenoménem interference a difrakce světelných paprsků.

- Odraz elektronů na krystalu nárazu popsal trajektorii, která by teoreticky měla být popsána podle teorie elektronových vln Broglieho.

V syntéze experiment experimentu Davisson a Germer experimentálně prokázal dvojitou vlnovou povahu elektronů.

Omezení

Broglieho atomový model nepředpovídá přesné umístění elektronu na oběžné dráze, ve které se pohybuje.

V tomto modelu jsou elektrony vnímány jako vlny, které se pohybují kolem orbity bez specifického umístění, což zavádí koncept elektronického orbitálu.

Kromě toho, Broglieho atomový model, analogický k Schrödingerovu modelu, nebere v úvahu rotaci elektronů na jeho ose (točit).

Ignorováním vnitřního momentu hybnosti elektronů se zanedbávají prostorové variace těchto subatomárních částic..

Ve stejném pořadí myšlenek tento model nebere v úvahu změny v chování rychlých elektronů v důsledku relativistických efektů.

Články zájmu

Atomový model Schrödingera.

Atomový model Chadwicku.

Atomový model Heisenberga.

Atomový model Perrinu.

Atomový model Thomsona.

Atomový model Daltona.

Atomový model Dirac Jordan.

Atomový model Democritus.

Atomový model Bohr.

Odkazy

1. Bohrova kvantová teorie a De Broglie vlny (s.f.). Zdroj: ne.phys.kyushu-u.ac.j
2. Louis de Broglie - životopisný (1929). © Nobelova nadace. Zdroj: nobelprize.org
3. Louis-Victor de Broglie (s.f.). Zdroj: chemed.chem.purdue.edu
4. Lovett, B. (1998). Louis de Broglie. Encyclopædia Britannica, Inc. Zdroj: britannica.com
5. Atomový model De Broglie. Národní univerzita distančního vzdělávání. Španělsko Zdroj: ocw.innova.uned.es
6. Vlny hmoty Louis De Broglie (s.f.). Zdroj: hiru.eus
7. Von Pamel, O., a Marchisio, S. (s.f.). Kvantová mechanika Národní univerzita Rosario. Zdroj: fceia.unr.edu.ar