МОДЕЛЬ АТОМА ГЕЙЗЕНБЕРГА: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОГРАНИЧЕНИЯ - ФИЗИЧЕСКИЙ - 2024

Модель атома Гейзенберг (1927) ввел принцип неопределенности в электронных орбиталях, окружающих атомное ядро. Выдающийся немецкий физик заложил основы квантовой механики для оценки поведения субатомных частиц, составляющих атом.

Принцип неопределенности Вернера Гейзенберга показывает, что ни положение, ни импульс электрона нельзя узнать с уверенностью. Тот же принцип применяется к переменным времени и энергии; то есть, если у нас есть ключ к пониманию положения электрона, мы не будем знать линейный импульс электрона, и наоборот.

Вернер Гейзенберг

Короче говоря, невозможно одновременно предсказать значение обеих переменных. Вышеизложенное не означает, что какая-либо из вышеупомянутых величин не может быть точно известна. Пока это отдельно, нет никаких препятствий для получения процентной стоимости.

Однако неопределенность возникает, когда речь идет о знании одновременно двух сопряженных величин, таких как положение и импульс, а также время вместе с энергией.

Этот принцип возникает из строго теоретических рассуждений, как единственное жизнеспособное объяснение, приводящее к научным наблюдениям.

характеристики

В марте 1927 г. Гейзенберг опубликовал свою работу «О перцептивном содержании кинематики и квантовой теоретической механики», в которой подробно изложил принцип неопределенности или неопределенности.

Этот принцип, лежащий в основе атомной модели, предложенной Гейзенбергом, характеризуется следующим:

- Принцип неопределенности возникает как объяснение, дополняющее новые атомные теории о поведении электронов. Несмотря на использование измерительных приборов с высокой точностью и чувствительностью, неопределенность все же присутствует в любом экспериментальном тесте.

- Из-за принципа неопределенности, при анализе двух связанных переменных, если вы точно знаете одну из них, то неопределенность в отношении значения другой переменной будет возрастать.

- Импульс и положение электрона или другой субатомной частицы нельзя измерить одновременно.

- Связь между обеими переменными задается неравенством. Согласно Гейзенбергу, произведение вариаций количества движения и положения частицы всегда больше, чем частное между постоянной Планка (6,62606957 (29) × 10 ^-34 Джулса x секунды) и 4π, как подробно описано в следующем математическом выражении:

Легенда, соответствующая этому выражению, следующая:

∆p: неопределенность линейного момента.

∆x: неопределенность позиции.

h: постоянная Планка.

π: число Пи 3,14.

- С учетом вышеизложенного, произведение неопределенностей имеет нижний предел отношения h / 4π, который является постоянным значением. Следовательно, если одна из величин стремится к нулю, другая должна увеличиваться в той же пропорции.

- Это соотношение справедливо для всех пар сопряженных канонических величин. Например: принцип неопределенности Гейзенберга полностью применим к паре энергия-время, как подробно описано ниже:

В этом выражении:

∆E: неопределенность энергии.

∆t: неопределенность времени.

h: постоянная Планка.

π: число Пи 3,14.

- Из этой модели следует, что абсолютный причинный детерминизм в сопряженных канонических переменных невозможен, так как для установления этой связи необходимо иметь знание о начальных значениях исследуемых переменных.

- Следовательно, модель Гейзенберга основана на вероятностных формулировках из-за случайности, которая существует между переменными на субатомных уровнях.

Экспериментальные испытания

Принцип неопределенности Гейзенберга выступает как единственное возможное объяснение экспериментальных испытаний, которые проводились в течение первых трех десятилетий 21 века.

До того, как Гейзенберг сформулировал принцип неопределенности, действовавшие в то время предписания предполагали, что переменные линейный импульс, положение, угловой момент, время, энергия, среди прочего, для субатомных частиц были определены оперативно.

Это означало, что к ним относились как к классической физике; то есть было измерено начальное значение, а окончательное значение было оценено в соответствии с заранее установленной процедурой.

Это подразумевало определение системы отсчета для измерений, измерительного прибора и способа использования указанного прибора в соответствии с научным методом.

Соответственно, переменные, описываемые субатомными частицами, должны были вести себя детерминированным образом. То есть его поведение нужно было точно и точно предсказать.

Однако каждый раз, когда проводился тест такого рода, невозможно было получить теоретически оцененное значение при измерении.

Измерения были искажены из-за естественных условий эксперимента, и полученный результат не пригодился для обогащения атомной теории.

пример

Например: если речь идет об измерении скорости и положения электрона, постановка эксперимента должна учитывать столкновение фотона света с электроном.

Это столкновение вызывает изменение скорости и внутреннего положения электрона, с которым объект измерения изменяется в условиях эксперимента.

Таким образом, исследователь поощряет появление неизбежной экспериментальной ошибки, несмотря на точность и точность используемых инструментов.

Квантовая механика, отличная от классической механики

В дополнение к вышесказанному, принцип неопределенности Гейзенберга утверждает, что по определению квантовая механика работает иначе, чем классическая механика.

Следовательно, предполагается, что точное знание измерений на субатомном уровне ограничено тонкой гранью, разделяющей классическую и квантовую механику.

Ограничения

Несмотря на объяснение неопределенности субатомных частиц и установление различий между классической и квантовой механикой, атомная модель Гейзенберга не устанавливает единого уравнения, объясняющего случайность этого типа явлений.

Кроме того, тот факт, что связь устанавливается посредством неравенства, означает, что диапазон возможностей для произведения двух сопряженных канонических переменных неопределен. Следовательно, неопределенность, присущая субатомным процессам, значительна.

Интересные статьи

Атомная модель Шредингера.

Атомная модель Де Бройля.

Атомная модель Чедвика.

Атомная модель Перрина.

Атомная модель Томсона.

Атомная модель Дальтона.

Атомная модель Дирака Джордана.

Атомная модель Демокрита.

Атомная модель Бора.

Атомная модель Зоммерфельда.

Ссылки

1. Бейлер, Р. (1998). Вернер Гейзенберг. Encyclopdia Britannica, Inc. Получено с: britannica.com
2. Принцип неопределенности Гейзенберга (nd). Получено с: hiru.eus
3. Гарсия, Дж. (2012). Принцип неопределенности Гейзенберга. Получено с: hiberus.com
4. Атомные модели (нф). Национальный автономный университет Мексики. Mexico DF, Мексика. Получено с: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
5. Вернер Гейзенберг (nd). Получено с: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
6. Википедия, Бесплатная энциклопедия (2018). Постоянная Планка. Получено с: es.wikipedia.org
7. Википедия, Бесплатная энциклопедия (2018). Отношение неопределенности Гейзенберга. Получено с: es.wikipedia.org