HEISENBERGOV ATOMSKI MODEL: ZNAČILNOSTI IN OMEJITVE - FIZIČNO - 2026

Atomska Model Heisenberg (1927) je uvedla načelo negotovosti v elektronskih orbital, ki obdajajo atomsko jedro. Ugledni nemški fizik je postavil temelje kvantne mehanike za oceno obnašanja subatomskih delcev, ki sestavljajo atom.

Načelo negotovosti Wernerja Heisenberga kaže, da niti položaja niti linearnega impulza elektrona ne moremo z gotovostjo poznati. Isto načelo velja za spremenljivke čas in energijo; se pravi, če imamo pojem o položaju elektrona, ne bomo poznali linearnega zagona elektrona in obratno.

Werner Heisenberg

Skratka, ni mogoče hkrati predvideti vrednosti obeh spremenljivk. Zgoraj navedeno ne pomeni, da nobene od zgoraj omenjenih velikosti ni mogoče natančno poznati. Dokler ni ločeno, ni nobene ovire za pridobitev vrednosti obresti.

Negotovost pa nastopi, kadar gre za istočasno poznavanje dveh konjugiranih količin, kot sta položaj in zagon ter čas skupaj z energijo.

To načelo se pojavi zaradi strogo teoretičnega sklepanja kot edine izvedljive razlage, ki daje razlog za znanstvena opažanja.

značilnosti

Marca 1927 je Heisenberg objavil svoje delo O zaznavni vsebini kinematike in kvantne teoretične mehanike, kjer je natančno določil načelo negotovosti ali nedoločljivosti.

Za to načelo, ki je temeljno v atomskem modelu, ki ga je predlagal Heisenberg, je značilno naslednje:

- Načelo negotovosti se pojavi kot razlaga, ki dopolnjuje nove atomske teorije o obnašanju elektronov. Kljub uporabi merilnih instrumentov z visoko natančnostjo in občutljivostjo je nedoločnost še vedno prisotna v katerem koli poskusnem preskusu.

- Zaradi načela negotovosti, če analizirate dve povezani spremenljivki, če natančno poznate eno od teh spremenljivk, se bo negotovost glede vrednosti druge spremenljivke povečala.

- Zagon in položaj elektrona ali drugega subatomskega delca ni mogoče hkrati izmeriti.

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

Legenda, ki ustreza temu izrazu, je naslednja:

∆p: nedoločnost linearnega trenutka.

∆x: nedoločnost položaja.

h: Plankova stalnica.

π: pi številka 3.14.

- Glede na zgoraj navedeno ima produkt negotovosti spodnjo mejo razmerja h / 4π, ki je konstantna vrednost. Če se torej ena od velikosti nagiba k nič, se mora druga povečati v enakem razmerju.

- Ta odnos velja za vse pare konjugiranih kanonskih količin. Na primer: Heisenbergovo načelo negotovosti je popolnoma uporabno za par med energijo in časom, kot je podrobneje opisano v nadaljevanju:

V tem izrazu:

∆E: nedoločnost energije.

∆t: nedoločnost časa.

h: Plankova stalnica.

π: pi številka 3.14.

- Iz tega modela izhaja, da absolutni vzročni determinizem v povezanih kanonskih spremenljivkah ni mogoč, saj bi za vzpostavitev tega razmerja morali imeti znanje o začetnih vrednostih študijskih spremenljivk.

- Posledično Heisenbergov model temelji na verjetnostnih formulacijah zaradi naključnosti med spremenljivkami na subatomskih nivojih.

Eksperimentalni testi

Heisenbergovo načelo negotovosti se pojavlja kot edina možna razlaga eksperimentalnih testov, ki so se izvajali v prvih treh desetletjih 21. stoletja.

Preden je Heisenberg izjavil načelo negotovosti, so takrat veljavni predpisi namigovali, da so spremenljivke linearni zagon, položaj, kotni zagon, čas, energija med drugim za subatomske delce definirali operativno.

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

To je pomenilo določitev referenčnega sistema za meritve, merilni instrument in način uporabe tega instrumenta v skladu z znanstveno metodo.

V skladu s tem so se morale spremenljivke, ki jih opisujejo subatomski delci, obnašati determinirano. Se pravi, da je bilo treba njegovo vedenje natančno in natančno napovedati.

Vendar je bilo vsakič, ko je bil izveden takšen preskus, teoretično ocenjene vrednosti pri meritvi nemogoče.

Meritve so bile izkrivljene zaradi naravnih pogojev poskusa, dobljeni rezultati pa niso bili koristni za obogatitev atomske teorije.

Primer

Na primer: če gre za merjenje hitrosti in položaja elektrona, mora sestava eksperimenta razmišljati o trku fotona svetlobe z elektronom.

To trčenje povzroči nihanje hitrosti in notranjega položaja elektrona, s čimer se merilni objekt spremeni v eksperimentalnih pogojih.

Zato raziskovalec kljub natančnosti in natančnosti uporabljenih instrumentov spodbuja pojav neizogibne eksperimentalne napake.

Kvantna mehanika razen klasične mehanike

Poleg navedenega Heisenbergovo načelo neodločnosti določa, da kvantna mehanika po definiciji deluje drugače kot klasična mehanika.

Posledično domnevamo, da je natančno poznavanje meritev na subatomski ravni omejeno s fino črto, ki ločuje klasično in kvantno mehaniko.

Omejitve

Kljub pojasnjevanju nedoločljivosti subatomskih delcev in ugotavljanju razlik med klasično in kvantno mehaniko, Heisenbergov atomski model ne vzpostavi niti ene enačbe, ki bi pojasnila naključnost tovrstnih pojavov.

Poleg tega dejstvo, da je odnos vzpostavljen z neenakostjo, pomeni, da je razpon možnosti za produkt dveh konjugiranih kanonskih spremenljivk nedoločen. Posledično je negotovost, značilna za subatomske procese, pomembna.

Članki o interesu

Schrödingerjev atomski model.

De Brogliejev atomski model.

Chadwickov atomski model.

Perrinov atomski model.

Thomson-ov atomski model.

Daltonov atomski model.

Atomski model Dirac Jordan.

Atomski model Democritusa.

Bohrov atomski model.

Sommerfeldov atomski model.

Reference

1. Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Pridobljeno: britannica.com
2. Načelo negotovosti Heisenberga (drugo). Pridobljeno: hiru.eus
3. García, J. (2012). Načelo negotovosti Heisenberga. Pridobljeno: hiberus.com
4. Atomski modeli (sf). Nacionalna avtonomna univerza v Mehiki. Mehika DF, Mehika. Pridobljeno iz: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
5. Werner Heisenberg (drugi) Obnovljeno od: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Plankova stalnica. Pridobljeno: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Heisenbergov odnos neodločnosti. Pridobljeno: es.wikipedia.org