Heisenbergi omaduste ja piirangute aatomimudel
The Heisenbergi aatomimudel (1927) tutvustab ebakindluse põhimõtet aatomituuma ümbritsevates elektronkiirgustes. Tasumata saksa füüsik pani kvantmehaanika alused hindama aatomit moodustavate subatomaatiliste osakeste käitumist..
Werner Heisenbergi ebakindluse põhimõte näitab, et ei ole võimalik kindlalt teada elektroni positsiooni ega lineaarset hoogu. Sama põhimõtet kohaldatakse muutujate aja ja energia suhtes; see tähendab, et kui meil on elektroni asendist aimugi, ei tea me elektroni lineaarset hoogu ja vastupidi.
Lühidalt öeldes ei ole võimalik mõlema muutuja väärtust samaaegselt ennustada. Eelnev ei tähenda, et ükski eelnevalt mainitud suurustest ei ole täpselt teada. Niikaua kui see on eraldi, ei ole huvide väärtuse saamisel takistusi.
Kuid ebakindlus tekib siis, kui on vaja teada samaaegselt kahte konjugeeritud suurust, nagu näiteks positsiooni ja lineaarse hetke ning energia kõrvalise aja puhul..
See põhimõte tuleneb rangelt teoreetilisest põhjendusest, sest see on ainus mõistlik selgitus teaduslike tähelepanekute põhjendamiseks.
Indeks
- 1 Omadused
- 2 Katsetused
- 2.1 Näide
- 2.2 Kvantmehaanika, välja arvatud klassikaline mehaanika
- 3 Piirangud
- 4 Huvitavad artiklid
- 5 Viited
Omadused
1927. aasta märtsis avaldas Heisenberg oma töö Kvantteoreetilise kinemaatika ja mehaanika tajumise sisu kohta, kus ta täpsustas ebakindluse või määramatuse põhimõtet.
Seda põhimõtet, mis on Heisenbergi pakutud aatomimudelis, iseloomustab järgmine:
- Ebakindluse põhimõte tekib selgitusena, mis täiendab uusi aatomiteooriaid elektronide käitumisest. Vaatamata suure täpsusega ja tundlikkusega mõõteriistade kasutamisele, on määramatus veel katsetes.
- Ebakindluspõhimõtte tõttu, kui kahe omavahel seotud muutuja analüüsimisel on üks neist täpselt teada, suureneb määramatus teise muutuja väärtuse suhtes.
- Elektroni või muu subatoomilise osakese lineaarset momenti ja asendit ei saa samal ajal mõõta.
- Mõlema muutuja vahelist suhet annab ebavõrdsus. Heisenbergi sõnul on lineaarse impulsi variatsioonide ja osakese asukoha tulemused alati suuremad kui planki konstantse vahekordaja (6,62606957 (29) × 10). -34 Jules x sekundit) ja 4π, nagu on kirjeldatud järgmises matemaatilises väljendis:
Sellele väljendile vastav legend on järgmine:
Δp: lineaarse hetke määramine.
Δx: positsiooni määramatus.
h: Plank on püsiv.
π: number pi 3.14.
- Eespool öeldut silmas pidades on ebakindluse tulemusel madalam piirväärtus suhe h / 4π, mis on konstantse väärtusega. Seega, kui üks suurustest kaldub nullini, siis teine peab suurenema samas proportsioonis.
- See seos kehtib kõigi konjugeeritud kanooniliste suuruste paaride kohta. Näiteks: Heisenbergi ebakindluse põhimõte on täielikult kohaldatav energiaajaga paarile, nagu allpool kirjeldatud:
Selles väljendis:
ΔE: energia määramatus.
Δt: aja määramine.
h: Plank on püsiv.
π: number pi 3.14.
- Sellest mudelist järeldub, et absoluutne põhjuslik determinism konjugeeritud kanoonilistes muutujates on võimatu, kuna selle suhte loomiseks peaks olema teadmised uuringu muutujate algväärtustest.
- Järelikult põhineb Heisenbergi mudel tõenäosusel põhinevatel formulatsioonidel, sest muutujate vahel on juhuslikkus, mis on subatoomilistel tasanditel.
Eksperimentaalsed katsed
Heisenbergi ebakindluse põhimõte on ainus võimalik selgitus 21. sajandi esimese kolme aastakümne jooksul läbiviidud katsete jaoks.
Enne Heisenbergi ebakindluspõhimõtte esitamist viitasid valitsevad ettekirjutused sellele, et muutujad lineaarset hoogu, positsiooni, nurkkiirust, aega, energiat, subatomiliste osakeste jaoks, määratleti operatiivselt.
See tähendas, et neid koheldi klassikalise füüsikana; see tähendab, et mõõdeti algväärtus ja lõplik väärtus määrati eelnevalt kindlaksmääratud protseduuri kohaselt.
Eespool nimetatu hõlmas mõõtmiste, mõõtevahendi ja selle kasutamise viisi võrdlussüsteemi määratlemist vastavalt teaduslikule meetodile..
Selle kohaselt pidid subatoomiliste osakestega kirjeldatud muutujad käituma deterministlikult. See tähendab, et tema käitumist tuli täpselt ja täpselt ennustada.
Kuid iga kord, kui sellist testi teostati, ei olnud teoreetiliselt hinnatud väärtust võimalik saada..
Mõõtmised olid katse looduslike tingimuste tõttu valesti esitatud ja saadud tulemus ei olnud kasulik aatomiteooria rikastamiseks..
Näide
Näiteks: kui tegemist on elektroni kiiruse ja asukoha mõõtmisega, peaks katse kokkupanek kaaluma valguse fotoni kokkupõrget elektroniga..
See kokkupõrge põhjustab elektroni kiiruse ja sisemise positsiooni varieerumise, millega katsetingimused muutuvad katsetingimustega.
Seetõttu julgustab teadlane vältimatut eksperimentaalset viga, hoolimata kasutatud vahendite täpsusest ja täpsusest.
Kvantmehaanika erineb klassikalisest mehaanikast
Lisaks eeltoodule väidab Heisenbergi määramatuse põhimõte, et kvantmehaanika töötab oma olemuselt erinevalt klassikalise mehaanika suhtes..
Sellest tulenevalt eeldatakse, et täpsed teadmised subatoomilisel tasemel tehtud mõõtmistest on piiratud klassikalise ja kvantmehaanika eraldava õhuke joonega..
Piirangud
Vaatamata subatoomiliste osakeste määramatuse selgitamisele ja klassikalise ja kvantmehaanika erinevuste määramisele, ei kujuta Heisenbergi aatomi mudel ainulaadset võrrandit, mis selgitab seda tüüpi nähtuste juhuslikkust..
Peale selle tähendab asjaolu, et seos tekib ebavõrdsuse kaudu, et kahe konjugeeritud kanoonilise muutuja tootevaliku ulatus on määramatu. Järelikult on subatoomilistele protsessidele omane ebakindlus märkimisväärne.
Huvitavad artiklid
Schrödingeri aatomimudel.
Broglie aatomi mudel.
Chadwicki aatomimudel.
Perrini aatomi mudel.
Thomsoni aatomimudel.
Daltoni aatomimudel.
Dirac Jordani aatomimudel.
Demokraatide aatomi mudel.
Bohri aatomimudel.
Viited
- Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Välja otsitud andmebaasist: britannica.com
- Heisenbergi ebakindluse põhimõte (s.f.). Välja otsitud andmebaasist: hiru.eus
- García, J. (2012). Heisenbergi ebakindluse põhimõte. Välja otsitud andmebaasist: hiberus.com
- Aatomimudelid (s.f.). Mehhiko riiklik autonoomne ülikool. Mehhiko, Mehhiko. Taastatud: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
- Werner Heisenberg (s.f.) Välja otsitud andmebaasist: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Planki konstant. Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Heisenbergi määramatuse suhe. Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org