АТОМЕН МОДЕЛ НА ХАЙЗЕНБЕРГ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОГРАНИЧЕНИЯ - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

В атомен модел Хайзенберг (1927) въвежда принципа на несигурност в електронните орбитите около атомното ядро. Изтъкнатият немски физик постави основите на квантовата механика, за да оцени поведението на субатомните частици, съставляващи атом.

Принципът на несигурност на Вернер Хайзенберг показва, че нито позицията, нито линейният импулс на електрон могат да бъдат известни със сигурност. Същият принцип важи за променливите време и енергия; тоест, ако имаме представа за положението на електрона, няма да знаем линейната инерция на електрона и обратно.

Вернер Хайзенберг

Накратко, не е възможно едновременно да се предскаже стойността и на двете променливи. Горното не означава, че нито една от горепосочените величини не може да бъде точно известна. Стига да е отделно, няма пречка да се получи лихвената стойност.

Въпреки това, несигурността възниква, когато става въпрос за едновременно познаване на две съвместни величини, като позиция и импулс и време заедно с енергия.

Този принцип възниква поради строго теоретични разсъждения, като единственото жизнеспособно обяснение, което дава основание за научни наблюдения.

характеристики

През март 1927 г. Хайзенберг публикува труда си за перцептивното съдържание на кинематиката и квантовата теоретична механика, където подробно описва принципа на несигурността или неопределеността.

Този принцип, основен в атомния модел, предложен от Хайзенберг, се характеризира със следното:

- Принципът на несигурност възниква като обяснение, което допълва новите атомни теории за поведението на електроните. Въпреки използването на измервателни уреди с висока точност и чувствителност, неопределеността все още присъства във всеки експериментален тест.

- Поради принципа на несигурност, когато анализирате две свързани променливи, ако имате точни познания за една от тях, тогава несигурността за стойността на другата променлива ще се увеличава.

- Инерцията и позицията на електрон или друга субатомна частица не могат да бъдат измерени едновременно.

- Връзката между двете променливи е дадена от неравенство. Според Хайзенберг произведението на измененията на линейния импулс и положението на частицата винаги е по-голямо от коефициента между константата на Планк (6.62606957 (29) × 10 ^-34 джула х секунди) и 4π, както е подробно в следния математически израз:

Легендата, съответстваща на този израз, е следната:

∆p: неопределеност на линейния момент.

∆x: неопределеност на позицията.

з: константа на Планк.

π: пи номер 3.14.

- С оглед на гореизложеното произведението на несигурността има като долна граница съотношението h / 4π, което е постоянна стойност. Следователно, ако една от величините има тенденция към нула, другата трябва да се увеличи в същото съотношение.

- Тази връзка е валидна за всички двойки съюзни канонични величини. Например: Принципът на несигурност на Хайзенберг е напълно приложим за двойката енергия-време, както е подробно описано по-долу:

В този израз:

∆E: неопределеност на енергията.

∆t: неопределеност на времето.

з: константа на Планк.

π: пи номер 3.14.

- От този модел може да се направи извода, че абсолютният каузален детерминизъм в съчетани канонични променливи е невъзможен, тъй като за да се установи тази връзка, трябва да има знания за първоначалните стойности на променливите на изследването.

- Следователно моделът на Хайзенберг се основава на вероятностни формулировки, поради случайността, която съществува между променливите на субатомни нива.

Експериментални тестове

Принципът на несигурността на Хайзенберг се очертава като единственото възможно обяснение на експерименталните тестове, проведени през първите три десетилетия на 21 век.

Преди Хайзенберг да заяви принципа на несигурност, действащите по това време предписания предполагат, че променливите линеен импулс, позиция, ъглов импулс, време, енергия, между другото, за субатомните частици са определени оперативно.

Това означаваше, че към тях се отнасят като към класическа физика; т.е. първоначалната стойност се измерва и крайната стойност се оценява по предварително установената процедура.

Това предполага дефиниране на референтна система за измервания, измервателния уред и начина на използване на този инструмент в съответствие с научния метод.

Съответно променливите, описани от субатомните частици, трябваше да се държат по детерминиран начин. Тоест, поведението му трябваше да се предвиди точно и точно.

Въпреки това, всеки път, когато се провеждаше подобен тест, беше невъзможно да се получи теоретично оценената стойност при измерването.

Измерванията бяха изкривени поради естествените условия на експеримента и полученият резултат не беше полезен за обогатяване на атомната теория.

пример

Например: ако става въпрос за измерване на скоростта и положението на един електрон, настройката на експеримента трябва да обмисли сблъсъка на фотон светлина с електрона.

Този сблъсък предизвиква изменение на скоростта и вътрешното положение на електрона, с което обектът на измерване се променя от експерименталните условия.

Следователно изследователят насърчава появата на неизбежна експериментална грешка, въпреки точността и прецизността на използваните инструменти.

Квантова механика, различна от класическата механика

В допълнение към горното принципът на неопределеността на Хайзенберг гласи, че по дефиниция квантовата механика работи по различен начин от класическата механика.

Следователно се приема, че прецизното познаване на измерванията на субатомното ниво е ограничено от фината линия, която разделя класическата и квантовата механика.

Ограничения

Въпреки че обяснява неопределеността на субатомните частици и установява разликите между класическата и квантовата механика, атомният модел на Хайзенберг не създава едно уравнение, което да обясни случайността на този тип явления.

Освен това фактът, че връзката е установена чрез неравенство, предполага, че диапазонът от възможности за произведението на две конюгирани канонични променливи е неопределен. Следователно несигурността, присъща на субатомните процеси, е значителна.

Предмети за интерес

Атомен модел на Шрьодингер.

Атомен модел на Де Бройл.

Атомен модел на Чадуик.

Атомен модел на Перин.

Атомен модел на Томсън.

Атомен модел на Далтън.

Атомен модел Dirac Jordan.

Атомен модел на Демокрит.

Атомен модел на Бор.

Атомен модел на Сомерфелд.

Препратки

1. Beyler, R. (1998). Вернер Хайзенберг. Encyclopædia Britannica, Inc. Възстановено от: britannica.com
2. Принципът на несигурността на Хайзенберг (втори). Възстановено от: hiru.eus
3. Гарсия, Дж. (2012). Принцип на несигурността на Хайзенберг. Възстановени от: hiberus.com
4. Атомни модели (sf). Национален автономен университет в Мексико. Мексико DF, Мексико. Възстановено от: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
5. Вернер Хайзенберг (втори). Възстановен от: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Константата на Планк. Възстановено от: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Връзката на Хайзенберг с неопределеността. Възстановено от: es.wikipedia.org