ATÓMOVÝ MODEL HEISENBERG: CHARAKTERISTIKY A OBMEDZENIA - FYZICKÝ - 2026

Modelu atómu Heisenbergov (1927) predstavil princíp neurčitosti v atomárnej obaly okolo atómové jadro. Popredný nemecký fyzik položil základy kvantovej mechaniky na odhad správania subatomických častíc, ktoré tvoria atóm.

Werner Heisenbergov princíp neurčitosti naznačuje, že ani polohu, ani lineárnu hybnosť elektrónu nemožno s istotou poznať. Rovnaký princíp platí pre premenné čas a energiu; to znamená, že ak máme potuchy o polohe elektrónu, nebudeme poznať lineárnu hybnosť elektrónu a naopak.

Werner Heisenberg

Stručne povedané, nie je možné súčasne predpovedať hodnotu oboch premenných. Z vyššie uvedeného nevyplýva, že žiadna z vyššie uvedených veličín nemôže byť presne známa. Pokiaľ to nie je osobitne, neexistuje žiadna prekážka na získanie úrokovej hodnoty.

Neistota však nastáva, pokiaľ ide o súčasné poznanie dvoch konjugovaných veličín, ako sú poloha a hybnosť, a čas spolu s energiou.

Táto zásada vyplýva z prísne teoretického zdôvodnenia ako jediného uskutočniteľného vysvetlenia, ktoré odôvodňuje vedecké pozorovania.

vlastnosti

V marci 1927 Heisenberg publikoval svoju prácu o percepčnom obsahu kinematiky a kvantovej teoretickej mechaniky, kde podrobne opísal princíp neistoty alebo neurčitosti.

Tento princíp, základný v atómovom modeli, ktorý navrhol Heisenberg, sa vyznačuje týmto:

- Princíp neistoty vzniká ako vysvetlenie, ktoré dopĺňa nové atómové teórie o správaní sa elektrónov. Napriek použitiu meracích prístrojov s vysokou presnosťou a citlivosťou je v každom experimente stále neurčitá.

- Vzhľadom na zásadu neistoty, ak máte pri analýze dvoch súvisiacich premenných presnú znalosť jednej z týchto premenných, zvýši sa neistota týkajúca sa hodnoty druhej premennej.

- Moment a polohu elektrónu alebo inej subatomárnej častice nie je možné merať súčasne.

- Vzťah medzi oboma premennými je daný nerovnosťou. Podľa Heisenberga je súčin zmien lineárnej hybnosti a polohy častice vždy väčší ako kvocient medzi Plankovou konštantou (6,662606957 (29) × 10 - ³⁴ Jules x sekúnd) a 4π, ​​ako je podrobne uvedené v nasledujúcom matematickom výraze:

Legenda zodpovedajúca tomuto výrazu je nasledujúca:

∆p: neurčitosť lineárneho momentu.

∆x: neurčitosť polohy.

h: Plankova konštanta.

π: pi číslo 3.14.

- Vzhľadom na vyššie uvedené má produkt neistôt ako dolnú hranicu pomer h / 4π, čo je konštantná hodnota. Ak teda má jedna z veličín tendenciu k nule, druhá sa musí zvyšovať v rovnakom pomere.

- Tento vzťah platí pre všetky páry združených kanonických veličín. Napríklad: Heisenbergov princíp neistoty je dokonale aplikovateľný na dvojicu energie a času, ako je podrobne uvedené nižšie:

V tomto výraze:

∆E: neurčitosť energie.

∆t: neurčitosť času.

h: Plankova konštanta.

π: pi číslo 3.14.

- Z tohto modelu je možné odvodiť, že absolútny kauzálny determinizmus v konjugovaných kanonických premenných je nemožný, pretože na vytvorenie tohto vzťahu je potrebné poznať počiatočné hodnoty študovaných premenných.

- Heisenbergov model je preto založený na pravdepodobnostných formuláciách v dôsledku náhodnosti, ktorá existuje medzi premennými na subatomárnej úrovni.

Experimentálne testy

Heisenbergov princíp neistoty sa objavuje ako jediné možné vysvetlenie experimentálnych testov, ktoré sa uskutočnili v prvých troch desaťročiach 21. storočia.

Predtým, ako Heisenberg ustanovil zásadu neistoty, z platných predpisov v tom čase vyplynulo, že premenné, lineárne momenty, poloha, moment hybnosti, čas, energia, okrem iného, ​​pre subatomárne častice boli definované operačne.

To znamenalo, že sa s nimi zaobchádzalo ako s klasickou fyzikou; to znamená, že počiatočná hodnota bola zmeraná a konečná hodnota bola odhadnutá podľa vopred stanoveného postupu.

To znamenalo definovanie referenčného systému pre merania, meracieho prístroja a spôsobu použitia uvedeného prístroja v súlade s vedeckou metódou.

Preto sa premenné opísané subatomickými časticami museli správať deterministickým spôsobom. To znamená, že jeho správanie sa muselo presne a presne predpovedať.

Avšak zakaždým, keď sa vykonal test tohto druhu, nebolo možné získať teoreticky odhadnutú hodnotu pri meraní.

Merania boli skreslené v dôsledku prírodných podmienok experimentu a získaný výsledok nebol užitočný na obohatenie atómovej teórie.

príklad

Napríklad: ak ide o meranie rýchlosti a polohy elektrónu, usporiadanie experimentu musí uvažovať o kolízii fotónu svetla s elektrónom.

Táto kolízia indukuje zmenu rýchlosti a vnútornej polohy elektrónu, s ktorou je objekt merania zmenený experimentálnymi podmienkami.

Výskumník preto podporuje výskyt nevyhnutnej experimentálnej chyby napriek presnosti a presnosti použitých prístrojov.

Kvantová mechanika iná ako klasická mechanika

Okrem vyššie uvedeného sa v Heisenbergovom princípe neurčitosti uvádza, že kvantová mechanika podľa definície funguje odlišne od klasickej mechaniky.

Preto sa predpokladá, že presná znalosť meraní na subatomárnej úrovni je obmedzená jemnou čiarou, ktorá oddeľuje klasickú a kvantovú mechaniku.

obmedzenia

Napriek vysvetleniu neurčitosti subatomárnych častíc a stanoveniu rozdielov medzi klasickou a kvantovou mechanikou, Heisenbergov atómový model nevytvára jedinú rovnicu na vysvetlenie náhodnosti tohto typu javov.

Okrem toho skutočnosť, že vzťah je založený na nerovnosti, naznačuje, že rozsah možností pre produkt dvoch konjugovaných kanonických premenných je neurčitý. V dôsledku toho je neistota spojená so subatomickými procesmi značná.

Články záujmu

Schrödingerov atómový model.

Atómový model De Broglie.

Chadwickov atómový model.

Perrinov atómový model.

Thomsonov atómový model.

Daltonov atómový model.

Atómový model Dirac Jordan.

Atómový model Demokrita.

Bohrov atómový model.

Sommerfeldský atómový model.

Referencie

1. Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyklopédia Britannica, Inc. Obnovené z: britannica.com
2. Princíp Heisenbergovej neistoty (nd). Získané z: hiru.eus
3. García, J. (2012). Heisenbergov princíp neurčitosti. Získané z: hiberus.com
4. Atómové modely (sf). Národná autonómna univerzita v Mexiku. Mexico DF, Mexico. Obnovené z: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
5. Werner Heisenberg (nd). Získané z: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
6. Wikipedia, bezplatná encyklopédia (2018). Plankova konštanta. Obnovené z: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, bezplatná encyklopédia (2018). Heisenbergov vzťah neurčitosti. Obnovené z: es.wikipedia.org