Atommodell av Heisenberg Egenskaper och begränsningar

den Atommodell av Heisenberg (1927) introducerar osäkerhetsprincipen i elektronens orbitaler som omger atomkärnan. Den enastående tyska fysikern lagde grunden för kvantmekanik för att uppskatta uppförandet av de subatomära partiklarna som utgör en atom.

Werner Heisenbergs osäkerhetsprincip indikerar att det inte är möjligt att med säkerhet veta varken den elektroniska positionen eller det linjära momentet. Samma princip gäller för variablerna tid och energi; det vill säga om vi har en aning om elektronns ställning, vet vi inte elektronns linjära momentum och vice versa.

Kort sagt, det är inte möjligt att förutse värdet av båda variablerna samtidigt. Det föregående betyder inte att någon av de tidigare nämnda storlekarna inte kan vara noggrant kända. Så länge det är separat finns det inget hinder för att erhålla värdet av intresse.

Osäkerheten sker emellertid när det gäller att känna samtidigt två konjugerade magnituder, som är fallet med positionen och det linjära ögonblicket och tiden vid energin.

Denna princip uppstår på grund av en strikt teoretisk resonemang, som den enda livliga förklaringen att ge skäl till de vetenskapliga observationerna.

index

• 1 Egenskaper
• 2 Experimentella tester
  • 2.1 Exempel
  • 2.2 Kvantmekanik utom klassisk mekanik
• 3 begränsningar
• 4 artiklar av intresse
• 5 referenser

särdrag

I mars 1927 publicerade Heisenberg sitt arbete På det perceptuella innehållet i kvantteoretiska kinematik och mekanik, där han specificerade principen om osäkerhet eller obestämdhet.

Denna princip, som är grundläggande i den atommodell som Heisenberg föreslagit, kännetecknas av följande:

- Osäkerhetsprincipen framträder som en förklaring som kompletterar de nya atomteorierna om elektronernas beteende. Trots användningen av mätinstrument med hög precision och känslighet är det fortfarande obestämd i något försöksprov.

- På grund av osäkerhetsprincipen, när man analyserar två relaterade variabler, om man har en exakt kunskap om en av dessa, kommer obestämdheten över värdet av den andra variabeln att öka.

- Det linjära momentet och läget för en elektron eller någon annan subatomisk partikel kan inte mätas samtidigt.

- Förhållandet mellan båda variablerna ges av en ojämlikhet. Enligt Heisenberg är produkten av variationerna av det linjära momentumet och partikelns position alltid större än kvoten mellan Plank-konstanten (6.62606957 (29) × 10 ^-34 Jules x sekunder) och 4π, som detaljerad i följande matematiska uttryck:

Legenden som motsvarar detta uttryck är följande:

Δp: bestämning av det linjära momentet.

Δx: bestämning av positionen.

h: Plank konstant.

π: nummer pi 3,14.

- Mot bakgrund av ovanstående har produkten av osäkerhetsfaktorerna som en lägre gräns förhållandet h / 4π, vilket är ett konstant värde. Om en av storheterna tenderar att nollas, måste den andra därför öka i samma proportion.

- Detta förhållande gäller för alla par av konjugerade canoniska magnituder. Till exempel: Heisenbergs osäkerhetsprincip är perfekt tillämplig för energitidsparret, som beskrivs nedan:

I detta uttryck:

ΔE: Energiför bestämning.

Δt: tidsbestämning.

h: Plank konstant.

π: nummer pi 3,14.

- Från denna modell dras det ut att den absoluta kausal determinismen i konjugerade kanoniska variabler är omöjlig, eftersom för att fastställa detta förhållande borde man ha kunskap om de ursprungliga värdena för studievariablerna.

- Följaktligen är Heisenberg-modellen baserad på probabilistiska formuleringar på grund av den slumpmässighet som existerar mellan variablerna på subatomiska nivåer.

Experimentella tester

Heisenbergs osäkerhetsprincip framträder som den enda möjliga förklaringen till de experimentella tester som ägde rum under de tre första decennierna av det 21: a århundradet.

Innan Heisenberg formulerade osäkerhetsprincipen föreslog de rådande förordningarna då att variablerna linjärt momentum, position, vinkelmoment, tid, energi, bland annat för subatomiska partiklar definierades operativt.

Detta innebar att de behandlades som om det var klassisk fysik; det vill säga ett initialvärde uppmättes och det slutliga värdet uppskattades enligt det förutfastställda förfarandet.

Det föregående involverade att definiera ett referenssystem för mätningarna, mätinstrumentet och sättet att använda instrumentet enligt den vetenskapliga metoden.

Enligt detta var de variabler som beskrivs av subatomiska partiklar att uppträda deterministiskt. Det vill säga dess beteende måste förutses exakt och exakt.

Men varje gång ett sådant test utfördes var det omöjligt att uppnå det teoretiskt uppskattade värdet i mätningen.. 

Mätningarna var felaktiga på grund av experimentets naturliga förhållanden, och det erhållna resultatet var inte användbart för att berika atomteorin.

exempel

Till exempel: om det är att mäta hastigheten och positionen för en elektron, bör den experimentuppställning begrunda chocken av en foton av ljus med elektron.

Denna kollision inducerar en variation i elektronens hastighet och inneboende position, med vilken målsökningen ändras av försöksförhållandena.

Forskaren uppmuntrar därför förekomsten av ett oundvikligt försöksfel, trots att de använda instrumenten är noggranna och precisa..

Kvantmekanik som skiljer sig från klassisk mekanik

I tillägg till detta, den Heisen osäkerhet princip anger att, per definition, fungerar kvantmekaniken annorlunda om klassisk mekanik.

Följaktligen antas det att den exakta kunskapen om de åtgärder på subatomär nivå begränsas av den tunna linjen mellan klassisk mekanik och kvant.

begränsningar

Trots att man förklarar obestämdheten hos subatomära partiklar och fastställer skillnaderna mellan klassisk och kvantmekanik, skapar Heisenbergs atommodell inte en unik ekvation för att förklara slumpen i denna typ av fenomen..

Det faktum att förhållandet etableras genom en ojämlikhet medför att utbudet av möjligheter för produkten av två konjugerade kanoniska variabler är obestämd. Följaktligen är osäkerheten som är inneboende i subatomära processer signifikant.

Artiklar av intresse

Atommodell av Schrödinger.

Atommodell av Broglie.

Atommodell av Chadwick.

Atommodell av Perrin.

Atommodell av Thomson.

Atommodell av Dalton.

Atommodell av Dirac Jordanien.

Atommodell av Democritus.

Atommodell av Bohr.

referenser

1. Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Hämtad från: britannica.com
2. Heisenberg Uncertainty Principle (s.f.). Hämtad från: hiru.eus
3. García, J. (2012). Heisenbergs osäkerhetsprincip. Hämtad från: hiberus.com
4. Atommodeller (s.f.). National Autonomous University of Mexico. Mexico City, Mexiko. Återställd från: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
5. . Werner Heisenberg (S.f.) De återvunna: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
6. Wikipedia, den fria encyklopedin (2018). Constant of Plank. Hämtad från: en.wikipedia.org
7. Wikipedia, den fria encyklopedin (2018). Obestämd relation av Heisenberg. Hämtad från: en.wikipedia.org