Ciri-ciri dan Batasan Model Atom Broglie

The Model atom Broglie telah dicadangkan oleh ahli fizik Perancis Louis Broglie pada tahun 1924. Dalam tesis kedoktorannya, Broglie menegaskan keduniaan elektron gelombang-partikel, meletakkan asas mekanik gelombang. Broglie menerbitkan penemuan teoritis penting mengenai sifat gelombang-korpuscle bahan pada skala atom.

Selepas itu, kenyataan Broglie telah ditunjukkan secara eksperimen oleh saintis Clinton Davisson dan Lester Germer, pada tahun 1927. Teori gelombang elektron Broglie berdasarkan kepada cadangan Einstein mengenai sifat gelombang cahaya pada jarak gelombang pendek.

Broglie mengumumkan kemungkinan bahawa perkara itu mempunyai kelakuan yang serupa dengan cahaya, dan mencadangkan sifat-sifat serupa dalam zarah-zarah subatomik seperti elektron.

Beban dan orbit elektrik membatasi amplitud, panjang dan kekerapan gelombang yang diterangkan oleh elektron. Broglie menjelaskan pergerakan elektron di sekitar nukleus atom.

Indeks

• 1 Ciri-ciri model atom Broglie
• 2 ujian Davisson dan Germer
• 3 Had
• 4 Artikel kepentingan
• 5 Rujukan

Ciri-ciri model atom Broglie

Untuk mengembangkan usulnya, Broglie bermula dari prinsip bahawa elektron mempunyai sifat ganda antara gelombang dan zarah, sama dengan cahaya.

Dalam pengertian ini, Broglie membuat perbandingan antara kedua-dua fenomena, dan berdasarkan persamaan yang dikembangkan oleh Einstein untuk mengkaji sifat gelombang cahaya, dia menyatakan yang berikut:

- Jumlah tenaga foton dan, oleh itu, jumlah tenaga elektron, hasil daripada hasil frekuensi gelombang dan pemalar Plank (6.62606957 (29) × 10 ^-34 Jules x saat), seperti yang terperinci dalam ungkapan berikut:

Dalam ungkapan ini:

E = tenaga elektron.

h = Pemalar plank.

f = kekerapan gelombang.

- Momen linear foton, dan oleh itu, elektron, adalah berkadar songsang dengan panjang gelombang, dan kedua magnitud adalah berkaitan melalui pemalar Plank:

Dalam ungkapan ini:

p = momen linear elektron.

h = Pemalar plank.

λ = panjang gelombang.

- Momentum linear adalah hasil dari massa zarah dengan kelajuan yang zarah itu selama perpindahannya.

Jika ungkapan matematik terdahulu disusun semula sebagai fungsi panjang gelombang, kami mempunyai yang berikut:

Dalam ungkapan berikut:

λ = panjang gelombang.

h = Pemalar plank.

m = jisim elektron.

v = kelajuan elektron.

Oleh kerana h, pemalar Plank, mempunyai nilai yang kecil, panjang gelombang λ juga. Oleh itu, ia adalah mungkin untuk menyatakan bahawa sifat gelombang elektron berlaku hanya pada peringkat atom dan subatomik.

- Broglie juga berdasarkan postulates model atom Bohr. Menurut yang terakhir, orbit elektron adalah terhad dan hanya boleh gandaan bilangan bulat. Oleh itu:

Di mana:

λ = panjang gelombang.

h = Pemalar plank.

m = jisim elektron.

v = kelajuan elektron.

r = jejari orbit.

n = jumlah keseluruhan.

Menurut model atom Bohr, yang digunakan oleh Broglie sebagai asas, jika elektron berperilaku seperti gelombang berdiri, satu-satunya orbit yang dibenarkan adalah radius yang sama dengan kelebihan integral dari panjang gelombang λ.

Oleh itu, tidak semua orbit memenuhi parameter yang diperlukan untuk elektron untuk bergerak melalui mereka. Itu sebabnya elektron hanya boleh bergerak di orbit tertentu.

Teori gelombang elektron Broglie membenarkan kejayaan model atom Bohr untuk menjelaskan tingkah laku elektron tunggal atom hidrogen.

Secara analog, ia juga menjelaskan tentang mengapa model ini tidak sesuai dengan sistem yang lebih kompleks, iaitu, atom dengan lebih daripada satu elektron.

Eksperimen Davisson dan Germer

Pengesahan eksperimen model atom Broglie berlaku 3 tahun selepas penerbitannya, pada tahun 1927.

Ahli fizik Amerika terkemuka Clinton J. Davisson dan Lester Germer secara eksperimen mengesahkan teori mekanik gelombang.

Davisson dan Germer melakukan ujian hamburan elektron melalui ujian kristal nikel dan memerhatikan fenomena difraksi menerusi medium logam.

Eksperimen yang dijalankan terdiri daripada menjalankan prosedur berikut:

- Pada mulanya, perhimpunan dengan rasuk elektron diletakkan yang mempunyai tenaga awal yang diketahui.

- Sumber voltan dipasang untuk mempercepatkan pergerakan elektron, menyebabkan perbezaan potensi.

- Aliran rasuk elektron diarahkan ke arah kristal logam; dalam kes ini, nikel.

- Bilangan elektron yang mempengaruhi kristal nikel diukur.

Pada akhir eksperimen, Davisson dan Germer mengesan bahawa elektron telah tersebar ke arah yang berbeza.

Dengan mengulangi percubaan menggunakan kristal logam dengan orientasi yang berlainan, saintis mengesan perkara berikut:

- Penyebaran rasuk elektron melalui kristal logam adalah setanding dengan fenomena gangguan dan pembelauan sinar cahaya.

- Pencerminan elektron pada kristal impak menggambarkan trajektori yang, secara teoritis, harus menggambarkan menurut teori gelombang elektron Broglie.

Dalam sintesis, eksperimen Davisson dan Germer secara eksperimen membuktikan sifat elektron gelombang ganda.

Had

Model atom Broglie tidak meramalkan kedudukan sebenar elektron di orbit di mana ia bergerak.

Dalam model ini, elektron dianggap sebagai gelombang yang bergerak di sekitar orbit tanpa lokasi tertentu, yang memperkenalkan konsep orbital elektronik.

Di samping itu, model atom Broglie, analog dengan model Schrödinger, tidak menganggap putaran elektron pada paksi (berputar).

Dengan mengabaikan momentum sudut elektron intrinsik, variasi spatial zarah-zarah subatomik ini diabaikan..

Dalam susunan idea yang sama, model ini tidak mengambil kira perubahan dalam tingkah laku elektron cepat akibat kesan relativistik.

Artikel kepentingan

Model atom Schrödinger.

Model atom Chadwick.

Model atom Heisenberg.

Model Atom Perrin.

Model atom Thomson.

Model atom Dalton.

Model atom Dirac Jordan.

Model atom Democritus.

Model Bohr atom.

Rujukan

1. Teori Kuantum Bohr dan De Broglie Waves (ms.). Diperolehi daripada: ne.phys.kyushu-u.ac.j
2. Louis de Broglie - Biografi (1929). © Yayasan Nobel. Diperolehi daripada: nobelprize.org
3. Louis-Victor de Broglie (ms.). Diperolehi daripada: chemed.chem.purdue.edu
4. Lovett, B. (1998). Louis de Broglie. Encyclopædia Britannica, Inc. Diperolehi daripada: britannica.com
5. Model Atom De Broglie. Universiti Pendidikan Jarak Kebangsaan. Sepanyol Diperolehi daripada: ocw.innova.uned.es
6. Gelombang Of Louis de Broglie (ms.). Diperolehi daripada: hiru.eus
7. Von Pamel, O., dan Marchisio, S. (ms.). Mekanik kuantum Universiti Nasional Rosario. Diperolehi daripada: fceia.unr.edu.ar