HEISENBERGIN ATOMIMALLI: OMINAISUUDET JA RAJOITUKSET - FYYSINEN - 2026

Atomi malli Heisenberg (1927) esitteli epävarmuus periaatteen elektroniorbitaalien ympäröivän atomin ydintä. Tunnettu saksalainen fyysikko loi kvanttimekaniikan perustan atomin muodostavien subatomisten hiukkasten käyttäytymisen arvioimiseksi.

Werner Heisenbergin epävarmuusperiaate osoittaa, että elektronin sijaintia eikä lineaarista momenttia ei voida tietää varmuudella. Sama periaate koskee muuttujia aika ja energia; eli jos meillä on aavistustakaan elektronin sijainnista, emme tiedä elektronin lineaarista vauhtia ja päinvastoin.

Werner Heisenberg

Lyhyesti sanottuna, ei ole mahdollista ennustaa samanaikaisesti molempien muuttujien arvoa. Edellä oleva ei tarkoita, että mitään edellä mainituista suuruuksista ei voida tietää tarkasti. Niin kauan kuin se on erikseen, korkoarvon saamiselle ei ole esteitä.

Epävarmuutta syntyy, kun on kyse kahden konjugaattimäärän, kuten sijainnin ja vauhdin, sekä ajan tuntemisesta samanaikaisesti energian kanssa.

Tämä periaate johtuu tiukasti teoreettisista perusteluista, koska se on ainoa toimiva selitys tieteellisten havaintojen perusteluksi.

ominaisuudet

Maaliskuussa 1927 Heisenberg julkaisi teoksensa kinematiikan ja kvantiteoreettisen mekaniikan havainnollisesta sisällöstä, jossa hän esitti epävarmuuden tai epämääräisyyden periaatetta.

Tämä periaate, joka on Heisenbergin ehdottamassa atomimallissa perustavanlaatuinen, on ominaista seuraavalle:

- Epävarmuusperiaate syntyy selityksenä, joka täydentää uusia atomiteorioita elektronien käyttäytymisestä. Huolimatta erittäin tarkkojen ja herkkyysmittauslaitteiden käytöstä, määrittelemättömyyttä esiintyy edelleen kaikissa kokeellisissa testeissä.

- Epävarmuusperiaatteen takia, kun analysoidessasi kahta toisiinsa liittyvää muuttujaa, jos sinulla on tarkka tieto yhdestä niistä, niin epävarmuus toisen muuttujan arvosta kasvaa.

- Elektronin tai muun alaatomisen hiukkasen voimakkuutta ja sijaintia ei voida mitata samanaikaisesti.

- Molempien muuttujien välinen suhde annetaan epätasa-arvosta. Mukaan Heisenberg, tuote muunnelmia liikemäärä ja asema hiukkanen on aina suurempi kuin osamäärä Plank vakio (6,62606957 (29) x 10 ^-34 Jules x sekuntia) ja 4π, kuten on esitetty yksityiskohtaisesti seuraavassa matemaattisessa lausekkeessa:

Tätä lauseketta vastaava selite on seuraava:

∆p: lineaarisen momentin epämääräisyys.

∆x: aseman epämääräisyys.

h: lankun vakio.

π: pi-luku 3.14.

- Edellä esitetyn perusteella epävarmuustekijöiden tuloksella on alarajana suhde h / 4π, joka on vakioarvo. Siksi, jos yhdellä voimakkuudella on taipumus nollaan, toisen on lisättävä samassa suhteessa.

- Tämä suhde on voimassa kaikille konjugoitujen kanonisten suuruusparien parille. Esimerkiksi: Heisenbergin epävarmuusperiaatetta voidaan soveltaa täydellisesti energia-aika-pariin, kuten alla on kuvattu:

Tässä ilmaisussa:

∆E: energian määrittelemättömyys.

:T: ajan määrittelemättömyys.

h: lankun vakio.

π: pi-luku 3.14.

- Tästä mallista seuraa, että konjugoitujen kanonisten muuttujien absoluuttinen syy-determinismi on mahdoton, koska tämän suhteen määrittämiseksi on oltava tietoa tutkimusmuuttujien alkuperäisistä arvoista.

- Näin ollen Heisenbergin malli perustuu todennäköisyyslausekkeisiin johtuen sattumanvaraisuudesta, joka esiintyy muuttujien välillä alaatomisilla tasoilla.

Kokeelliset testit

Heisenbergin epävarmuusperiaate on ainoa mahdollinen selitys 2000-luvun kolmen ensimmäisen vuosikymmenen aikana suoritetuille kokeellisille kokeille.

Ennen kuin Heisenberg julisti epävarmuusperiaatetta, tuolloin voimassa olleet ohjeet ehdottivat, että muuttujat lineaarinen momentti, sijainti, kulmavirhe, aika, energia muun muassa alaatomisista hiukkasista määriteltäisiin toiminnallisesti.

Tämä tarkoitti, että heitä kohdeltiin ikään kuin he olisivat klassista fysiikkaa; eli mitattiin alkuarvo ja lopullinen arvo arvioitiin ennalta vahvistetun menettelyn mukaisesti.

Tämä tarkoitti referenssijärjestelmän määrittämistä mittauksille, mittauslaitetta ja mainitun laitteen käyttötapaa tieteellisen menetelmän mukaisesti.

Siksi alaatomisten hiukkasten kuvaamien muuttujien piti toimia käyttäytymisessä deterministisesti. Toisin sanoen sen käyttäytyminen oli ennustettava tarkasti ja tarkasti.

Joka kerta kun tämäntyyppinen testi tehtiin, mittauksessa ei kuitenkaan ollut mahdollista saada teoreettisesti arvioitua arvoa.

Mittaukset vääristyivät kokeen luonnollisista olosuhteista johtuen, ja saatu tulos ei ollut hyödyllinen rikastamaan atomiteoriaa.

esimerkki

Esimerkiksi: jos kyse on elektronin nopeuden ja sijainnin mittaamisesta, kokeen kokoonpanon on harkittava valofotonin törmäystä elektronin kanssa.

Tämä törmäys indusoi elektronin nopeuden ja sisäisen sijainnin vaihtelun, jolla kokeelliset olosuhteet muuttavat mittauksen kohdetta.

Siksi tutkija kannustaa väistämättömän kokeellisen virheen esiintymiseen käytetyn laitteen tarkkuudesta ja tarkkuudesta huolimatta.

Muu kuin kvanttimekaniikka

Edellä mainitun lisäksi Heisenbergin määrittelemättömyysperiaatteessa kvanttimekaniikka toimii määritelmältään eri tavalla kuin klassinen mekaniikka.

Tämän seurauksena oletetaan, että tarkkaa tietoa mittauksista subatomisella tasolla rajoittaa hieno viiva, joka erottaa klassisen ja kvanttimekaniikan.

rajoitukset

Siitä huolimatta, että selitetään alaatomisten hiukkasten määrittelemättömyyttä ja todetaan eroja klassisen ja kvanttimekaniikan välillä, Heisenbergin atomimalli ei pysty muodostamaan yhtä yhtälöä selittämään tämän tyyppisten ilmiöiden sattumanvaraisuutta.

Lisäksi se, että suhde muodostetaan epätasa-arvon kautta, merkitsee sitä, että kahden konjugoidun kanonisen muuttujan tuloksen mahdollisuuksien alue on määrittelemätön. Tämän seurauksena subatomisiin prosesseihin liittyvä epävarmuus on merkittävä.

Kiinnostavat artikkelit

Schrödingerin atomimalli.

De Broglie-atomimalli.

Chadwickin atomimalli.

Perrinin atomimalli.

Thomsonin atomimalli.

Daltonin atomimalli.

Dirac Jordan-atomimalli.

Democrituksen atomimalli.

Bohrin atomimalli.

Sommerfeldin atomimalli.

Viitteet

1. Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Elpynyt: britannica.com
2. Heisenbergin epävarmuusperiaate (toinen). Palautettu: hiru.eus
3. García, J. (2012). Heisenbergin epävarmuusperiaate. Palautettu osoitteesta: hiberus.com
4. Atomimallit (sf). Meksikon kansallinen autonominen yliopisto. Mexico DF, Meksiko. Palautettu: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
5. Werner Heisenberg (toinen). Palautettu osoitteesta:-history-of-the-atom.wikispaces.com
6. Wikipedia, Vapaa tietosanakirja (2018). Lankun vakio. Palautettu osoitteesta: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, Vapaa tietosanakirja (2018). Heisenbergin määrittelemättömyyssuhde. Palautettu osoitteesta: es.wikipedia.org