Kongsi:
Ciri-ciri dan Batasan Model Atom dari Heisenberg
The Model atom Heisenberg (1927) memperkenalkan prinsip ketidakpastian dalam orbital elektron yang mengelilingi nukleus atom. Ahli fizik Jerman yang luar biasa meletakkan asas-asas mekanik kuantum untuk menganggarkan kelakuan zarah-zarah subatomik yang membentuk atom.
Prinsip ketidakpastian Werner Heisenberg menunjukkan bahwa tidak mungkin untuk mengetahui dengan pasti kepastian atau momentum linier elektron. Prinsip yang sama berlaku kepada masa dan tenaga pembolehubah; iaitu, jika kita mempunyai petunjuk tentang kedudukan elektron, kita tidak akan mengetahui momentum linear elektron, dan sebaliknya.
Ringkasnya, tidak mungkin untuk meramalkan nilai kedua-dua pembolehubah pada masa yang sama. Yang disebutkan sebelumnya tidak membayangkan bahawa mana-mana magnitud yang telah disebutkan sebelumnya tidak dapat diketahui dengan tepat. Selagi ia secara berasingan, tidak ada hambatan untuk mendapatkan nilai kepentingan.
Walau bagaimanapun, ketidakpastian berlaku apabila mengetahui secara serentak dua magnitud konjugat, seperti kes kedudukan dan masa lelurus, dan masa bersebelahan dengan tenaga.
Prinsip ini timbul kerana penalaran teoretikal yang ketat, sebagai satu-satunya penjelasan yang berdaya maju untuk memberi alasan kepada pemerhatian saintifik.
Indeks
- 1 Ciri-ciri
- 2 Ujian eksperimen
- 2.1 Contoh
- 2.2 Kuantum kuantum selain daripada mekanik klasik
- 3 Had
- 4 Artikel kepentingan
- 5 Rujukan
Ciri-ciri
Pada bulan Mac 1927 Heisenberg menerbitkan karya beliau Pada kandungan persepsi kinematik dan mekanik kuantum kuantum, di mana dia terperinci prinsip ketidakpastian atau ketidaktentuan.
Prinsip ini, asas dalam model atom yang dicadangkan oleh Heisenberg, dicirikan oleh yang berikut:
- Prinsip ketidakpastian muncul sebagai penjelasan yang melengkapi teori-teori atom baru mengenai tingkah laku elektron. Walaupun penggunaan instrumen pengukur dengan ketepatan dan kepekaan tinggi, indefiniti masih terdapat dalam sebarang ujian eksperimen.
- Kerana prinsip ketidakpastian, apabila menganalisis dua pembolehubah yang berkaitan, jika seseorang mempunyai pengetahuan yang tepat mengenai salah satu daripada ini, maka ketidaktentuan atas nilai pembolehubah lain akan meningkat.
- Momen linear dan kedudukan elektron, atau zarah subatomik lain, tidak boleh diukur pada masa yang sama.
- Hubungan antara kedua-dua pembolehubah diberikan oleh ketidaksamaan. Menurut Heisenberg, hasil dari variasi momentum linier dan posisi zarah selalu lebih besar daripada jumlah kuadrat antara konstanta Plank (6.62606957 (29) × 10 -34 Jules x detik) dan 4π, seperti yang dinyatakan dalam ungkapan matematik berikut:
Legenda yang sepadan dengan ungkapan ini adalah yang berikut:
Δp: taksiran masa lelurus.
Δx: menentukan kedudukan.
h: Pemalar plank.
π: nombor pi 3.14.
- Memandangkan perkara di atas, produk ketidakpastian mempunyai had yang lebih rendah hubungan h / 4π, yang merupakan nilai malar. Oleh itu, jika salah satu daripada magnitud itu cenderung kepada sifar, yang lain mesti meningkat dalam bahagian yang sama.
- Hubungan ini sah untuk semua pasangan magnitud kanonik konjugat. Sebagai contoh: Prinsip ketidakpastian Heisenberg adalah sesuai dengan pasangan masa tenaga, seperti yang terperinci di bawah:
Dalam ungkapan ini:
ΔE: penentuan tenaga.
Δt: taksiran masa.
h: Pemalar plank.
π: nombor pi 3.14.
- Dari model ini, disimpulkan bahawa determinisme sebab-sebab mutlak dalam pembolehubah kanonik konjugat adalah mustahil, kerana untuk mewujudkan hubungan ini seseorang harus mempunyai pengetahuan tentang nilai awal pembolehubah kajian.
- Akibatnya, model Heisenberg didasarkan pada formulasi probabilistik, disebabkan oleh kekangan yang wujud di antara pembolehubah di peringkat subatomik.
Ujian eksperimen
Prinsip ketidakpastian Heisenberg muncul sebagai satu-satunya penjelasan yang mungkin untuk ujian eksperimen yang berlaku dalam tiga dekad pertama abad ke 21.
Sebelum Heisenberg mengisyaratkan prinsip ketidakpastian, maka ajaran yang lazim kemudian mencadangkan bahawa pembolehubah momentum, kedudukan, momentum sudut, masa, tenaga, antara lain, untuk zarah-zarah subatomik ditakrifkan secara beroperasi.
Ini bermakna bahawa mereka dianggap sebagai fizik klasik; iaitu nilai awal diukur dan nilai akhir dianggarkan mengikut prosedur yang telah ditetapkan.
Perkara-perkara terdahulu yang terlibat menentukan sistem rujukan untuk pengukuran, instrumen pengukuran dan cara penggunaan instrumen tersebut, mengikut kaedah saintifik.
Mengikut ini, pembolehubah yang diterangkan oleh zarah-zarah subatomik perlu bersikap deterministik. Iaitu, kelakuannya perlu diramalkan tepat dan tepat.
Walau bagaimanapun, setiap kali ujian sifat ini dijalankan, adalah mustahil untuk memperoleh nilai anggaran yang diukur dalam ukuran..
Pengukuran tidak diwakili kerana keadaan semulajadi eksperimen, dan hasil yang diperoleh tidak berguna untuk memperkaya teori atom.
Contoh
Sebagai contoh: jika ia adalah mengenai mengukur kelajuan dan kedudukan elektron, pemasangan eksperimen itu harus merenungkan perlanggaran foton cahaya dengan elektron.
Perlanggaran ini mendorong variasi dalam kelajuan dan kedudukan intrinsik elektron, dengan mana objek pengukuran diubah oleh keadaan percubaan.
Oleh itu, penyelidik menggalakkan berlakunya kesilapan eksperimen yang tidak dapat dielakkan, walaupun ketepatan dan ketepatan instrumen yang digunakan.
Mekanik kuantum berbeza daripada mekanik klasik
Di samping itu, prinsip penghakiman Heisenberg menyatakan bahawa, menurut definisi, mekanik kuantum berfungsi secara berbeza berkenaan dengan mekanik klasik.
Oleh itu, diandaikan bahawa pengetahuan yang tepat tentang pengukuran di peringkat subatomik adalah terhad oleh garis nipis yang memisahkan mekanik klasik dan kuantum..
Had
Walaupun menjelaskan ketetapan zarah subatomik dan menetapkan perbezaan antara mekanik klasik dan kuantum, model atom Heisenberg tidak membentuk persamaan unik untuk menjelaskan kekerapan fenomena jenis ini..
Tambahan pula, hakikat bahawa hubungan itu ditubuhkan melalui ketidaksamaan menunjukkan bahawa julat kemungkinan untuk produk dua pembolehubah kanonik konjugasi tidak dapat ditentukan. Oleh itu, ketidakpastian yang wujud dalam proses subatomik adalah penting.
Artikel kepentingan
Model atom Schrödinger.
Model atom Broglie.
Model atom Chadwick.
Model Atom Perrin.
Model atom Thomson.
Model atom Dalton.
Model atom Dirac Jordan.
Model atom Democritus.
Model Bohr atom.
Rujukan
- Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Diperolehi daripada: britannica.com
- Prinsip ketidakpastian Heisenberg (ms.). Diperolehi daripada: hiru.eus
- García, J. (2012). Prinsip ketidakpastian Heisenberg. Diperolehi daripada: hiberus.com
- Model atom (s.f.). Universiti Autonomi Nasional Mexico. Mexico City, Mexico. Pulih daripada: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
- Werner Heisenberg (s.f.) Diperolehi daripada: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
- Wikipedia, Ensiklopedia Percuma (2018). Tetap Plank. Diperolehi daripada: en.wikipedia.org
- Wikipedia, Ensiklopedia Percuma (2018). Hubungan penentuan Heisenberg. Diperolehi daripada: en.wikipedia.org