HEISENBERG ATOMMODELL: KJENNETEGN OG BEGRENSNINGER - FYSISK - 2025

Den atom modell Heisen (1927) innført usikkerhetsprinsippet i de elektron-baner som omgir atomkjernen. Den fremtredende tyske fysikeren la grunnlaget for kvantemekanikk for å estimere oppførselen til de subatomære partiklene som utgjør et atom.

Werner Heisenbergs usikkerhetsprinsipp indikerer at verken posisjonen eller det lineære momentumet til et elektron kan være kjent med sikkerhet. Det samme prinsippet gjelder for variablene tid og energi; det vil si at hvis vi har en indikasjon på posisjonen til elektronet, vil vi ikke kjenne elektronets lineære momentum, og omvendt.

Werner Heisenberg

Kort sagt, det er ikke mulig å forutsi verdien av begge variablene samtidig. Det foregående innebærer ikke at noen av de nevnte størrelsesområder ikke kan være nøyaktig kjent. Så lenge det er separat, er det ingen hindring for å oppnå renteverdien.

Imidlertid oppstår usikkerhet når det gjelder å kjenne samtidig to konjugerte mengder, for eksempel posisjon og fart, og tid sammen med energi.

Dette prinsippet oppstår på grunn av en strengt teoretisk resonnement, som den eneste levedyktige forklaringen som gir grunn til vitenskapelige observasjoner.

kjennetegn

I mars 1927 publiserte Heisenberg sitt arbeid Om det perseptuelle innholdet i kinematikk og kvanteteoretisk mekanikk, der han detaljiserte prinsippet om usikkerhet eller ubestemmelse.

Dette prinsippet, grunnleggende i atommodellen foreslått av Heisenberg, er preget av følgende:

- Usikkerhetsprinsippet oppstår som en forklaring som utfyller de nye atomteoriene om atferden til elektroner. Til tross for bruk av måleinstrumenter med høy presisjon og følsomhet, er ubestemmelse fortsatt til stede i enhver eksperimentell test.

- På grunn av usikkerhetsprinsippet, når du analyserer to relaterte variabler, hvis du har en nøyaktig kunnskap om en av disse, vil usikkerheten om verdien av den andre variabelen øke.

- Momentet og plasseringen av et elektron, eller en annen subatomisk partikkel, kan ikke måles samtidig.

- Forholdet mellom begge variablene er gitt av en ulikhet. Ifølge Heisenberg, er produktet av variasjonene av den lineære momentum, og stillingen av partikkel alltid er større enn kvotienten mellom Plancks konstant (6.62606957 (29) x 10 ^-34 Jules x sekunder) og 4π, som nærmere i følgende matematiske uttrykk:

Sagnet som tilsvarer dette uttrykket er følgende:

∆p: ubestemmelse av det lineære øyeblikket.

∆x: ubestemmelse av stillingen.

h: Plankens konstante.

π: pi nummer 3.14.

- Med tanke på det ovennevnte har produktet av usikkerhetene som en nedre grense forholdet h / 4π, som er en konstant verdi. Derfor, hvis en av størrelsesordenene har en tendens til null, må den andre øke i samme andel.

- Dette forholdet er gyldig for alle par konjugerte kanoniske mengder. For eksempel: Heisenbergs usikkerhetsprinsipp er perfekt anvendelig for energitidsparet, som beskrevet nedenfor:

I dette uttrykket:

∆E: ubestemmelse av energi.

∆t: tidsbestemmelse.

h: Plankens konstante.

π: pi nummer 3.14.

- Fra denne modellen følger det at absolutt kausal determinisme i konjugerte kanoniske variabler er umulig, for for å etablere dette forholdet bør man ha kunnskap om de innledende verdiene til studievariablene.

- Følgelig er Heisenbergs modell basert på sannsynlige formuleringer, på grunn av tilfeldigheten som eksisterer mellom variablene på subatomære nivåer.

Eksperimentelle tester

Heisenbergs usikkerhetsprinsipp fremstår som den eneste mulige forklaringen på eksperimentelle tester som fant sted i løpet av de første tre tiårene av det 21. århundre.

Før Heisenberg uttalte seg om usikkerhetsprinsippet, antydet de gjeldende forskriftene på det tidspunktet at variablene lineær momentum, posisjon, kantet momentum, tid, energi, blant andre, for subatomære partikler ble definert operasjonelt.

Dette betydde at de ble behandlet som om de var klassisk fysikk; det vil si at en begynnelsesverdi ble målt og den endelige verdien ble estimert i henhold til den forhåndsbestemte prosedyren.

Dette innebar å definere et referansesystem for målinger, måleinstrumentet og måten å bruke nevnte instrument i samsvar med den vitenskapelige metoden.

Følgelig måtte variablene beskrevet av subatomære partikler oppføre seg på en deterministisk måte. Det vil si at dens oppførsel måtte forutsis nøyaktig og presist.

Hver gang en test av denne art ble utført, var det imidlertid umulig å oppnå den teoretisk estimerte verdien i målingen.

Målingene ble forvrengt på grunn av eksperimentets naturlige forhold, og resultatet som ble oppnådd var ikke nyttig for å berike atomteorien.

Eksempel

For eksempel: hvis det er et spørsmål om å måle hastigheten og plasseringen til et elektron, må oppsettet av eksperimentet tenke på kollisjonen av et foton av lys med elektronet.

Denne kollisjonen induserer en variasjon i hastigheten og den indre posisjonen til elektronet, som måleobjektet endres av de eksperimentelle forholdene.

Derfor oppfordrer forskeren forekomsten av en uunngåelig eksperimentell feil, til tross for nøyaktigheten og presisjonen til instrumentene som er brukt.

Kvantemekanikk annet enn klassisk mekanikk

I tillegg til det ovennevnte, uttaler Heisenberg ubestemmelsesprinsipp at kvantemekanikk per definisjon fungerer annerledes enn klassisk mekanikk.

Følgelig antas det at presis kunnskap om målinger på det subatomære nivået er begrenset av den fine linjen som skiller klassisk og kvantemekanikk.

begrensninger

Til tross for å forklare ubestemmelsen til subatomære partikler og etablere forskjellene mellom klassisk og kvantemekanikk, etablerer Heisenbergs atommodell ikke en eneste ligning for å forklare tilfeldigheten til denne typen fenomen.

Videre innebærer det faktum at forholdet etableres gjennom en ulikhet at spekteret av muligheter for produktet av to konjugerte kanoniske variabler er ubestemmelig. Følgelig er usikkerheten i subatomære prosesser betydelig.

Artikler av interesse

Schrödingers atommodell.

De Broglie atommodell.

Chadwicks atommodell.

Perrins atommodell.

Thomsons atommodell.

Daltons atommodell.

Dirac Jordan atommodell.

Atommodell av Democritus.

Bohrs atommodell.

Sommerfeld atommodell.

referanser

1. Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Gjenopprettet fra: britannica.com
2. Heisenberg usikkerhetsprinsipp (nd). Gjenopprettet fra: hiru.eus
3. García, J. (2012). Heisenberg usikkerhetsprinsipp. Gjenopprettet fra: hiberus.com
4. Atommodeller (sf). National Autonomous University of Mexico. Mexico DF, Mexico. Gjenopprettet fra: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
5. Werner Heisenberg (nd). Gjenopprettet fra: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Planken er konstant. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Heisenbergs ubestemmelsesforhold. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org