Delen:
Atomic Model of Heisenberg Kenmerken en beperkingen
de Atoommodel van Heisenberg (1927) introduceert het onzekerheidsbeginsel in de elektronorbitalen rond de atoomkern. De uitstekende Duitse fysicus legde de basis van de kwantummechanica om het gedrag te schatten van de subatomaire deeltjes waaruit een atoom bestaat.
Het onzekerheidsbeginsel van Werner Heisenberg geeft aan dat het niet mogelijk is om met zekerheid noch de positie noch het lineaire momentum van een elektron te kennen. Hetzelfde principe is van toepassing op de variabelen tijd en energie; dat wil zeggen, als we een idee hebben over de positie van het elektron, zullen we het lineaire momentum van het elektron niet kennen en vice versa.
Kortom, het is niet mogelijk om de waarde van beide variabelen tegelijkertijd te voorspellen. Het voorgaande betekent niet dat een van de eerder genoemde grootheden niet nauwkeurig bekend kan zijn. Zolang het afzonderlijk is, is er geen belemmering om de waarde van rente te verkrijgen.
De onzekerheid vindt echter plaats als het gaat om het gelijktijdig kennen van twee geconjugeerde magnitudes, zoals het geval is met de positie en het lineaire moment, en van de tijd naast de energie..
Dit principe ontstaat als gevolg van een strikt theoretische redenering, als de enige uitvoerbare verklaring om reden te geven over de wetenschappelijke waarnemingen.
index
- 1 Kenmerken
- 2 Experimentele tests
- 2.1 Voorbeeld
- 2.2 Kwantummechanica anders dan klassieke mechanica
- 3 Beperkingen
- 4 artikelen van belang
- 5 Referenties
features
In maart 1927 publiceerde Heisenberg zijn werk Over de perceptuele inhoud van kwantumtheoretische kinematica en mechanica, waar hij het principe van onzekerheid of onbepaaldheid detailleerde.
Dit principe, fundamenteel in het atomisch model voorgesteld door Heisenberg, wordt gekenmerkt door het volgende:
- Het onzekerheidsbeginsel komt naar voren als een verklaring die een aanvulling vormt op de nieuwe atoomtheorieën over het gedrag van elektronen. Ondanks het gebruik van meetinstrumenten met hoge precisie en gevoeligheid, is indeterminatie nog steeds aanwezig in elke experimentele test.
- Vanwege het onzekerheidsbeginsel, wanneer men twee verwante variabelen analyseert, als men een nauwkeurige kennis van één van deze heeft, zal de onbepaaldheid over de waarde van de andere variabele toenemen..
- Het lineaire moment en de positie van een elektron of ander subatomair deeltje kunnen niet tegelijkertijd worden gemeten.
- De relatie tussen de twee variabelen wordt gegeven door een inequation. Volgens Heisenberg is het product van de variaties van het lineaire momentum en de positie van het deeltje altijd groter dan het quotiënt tussen de Plank-constante (6.62606957 (29) × 10 -34 Jules x seconden) en 4π, zoals beschreven in de volgende wiskundige uitdrukking:
De legende die overeenkomt met deze uitdrukking is de volgende:
Δp: onbepaaldheid van het lineaire moment.
Δx: onbepaaldheid van de positie.
h: Plank constant.
π: nummer pi 3.14.
- Met het oog op het bovenstaande heeft het product van de onzekerheden als ondergrens de relatie h / 4π, wat een constante waarde is. Daarom, als een van de magnitudes neigt naar nul, moet de andere in dezelfde verhouding toenemen.
- Deze relatie is geldig voor alle paren geconjugeerde canonische magnituden. Bijvoorbeeld: het onzekerheidsprincipe van Heisenberg is perfect toepasbaar op het energie-tijdspaar, zoals hieronder beschreven:
In deze uitdrukking:
ΔE: onbepaaldheid van energie.
Δt: onbepaalde tijd.
h: Plank constant.
π: nummer pi 3.14.
- Uit dit model wordt afgeleid dat het absolute causale determinisme in geconjugeerde canonieke variabelen onmogelijk is, omdat voor het vaststellen van deze relatie kennis over de beginwaarden van de studievariabelen zou moeten bestaan..
- Bijgevolg is het Heisenberg-model gebaseerd op probabilistische formuleringen, vanwege de willekeurigheid die bestaat tussen de variabelen op subatomaire niveaus.
Experimentele tests
Het onzekerheidsprincipe van Heisenberg komt naar voren als de enige mogelijke verklaring voor de experimentele tests die plaatsvonden tijdens de eerste drie decennia van de 21ste eeuw.
Voordat Heisenberg het onzekerheidsbeginsel formuleerde, suggereerden de heersende voorschriften tegen die tijd dat de variabelen lineair momentum, positie, impulsmoment, tijd, energie, onder andere, voor subatomaire deeltjes operationeel waren gedefinieerd.
Dit betekende dat ze werden behandeld alsof het klassieke fysica was; dat wil zeggen, een initiële waarde werd gemeten en de uiteindelijke waarde werd geschat volgens de vooraf vastgestelde procedure.
Het voorgaande betrof het definiëren van een referentiesysteem voor de metingen, het meetinstrument en de wijze van gebruik van genoemd instrument, volgens de wetenschappelijke methode.
Volgens dit moesten de variabelen beschreven door subatomaire deeltjes zich deterministisch gedragen. Dat wil zeggen, het gedrag ervan moest nauwkeurig en nauwkeurig worden voorspeld.
Telkens wanneer een dergelijke test werd uitgevoerd, was het echter onmogelijk om de theoretisch geschatte waarde in de meting te verkrijgen..
De metingen werden verkeerd voorgesteld vanwege de natuurlijke omstandigheden van het experiment en het verkregen resultaat was niet bruikbaar om de atoomtheorie te verrijken.
voorbeeld
Bijvoorbeeld: als het gaat om het meten van de snelheid en de positie van een elektron, moet de assemblage van het experiment de botsing van een foton van licht met het elektron overwegen.
Deze botsing induceert een variatie in de snelheid en de intrinsieke positie van het elektron, waarmee het object van de meting wordt veranderd door de experimentele omstandigheden.
Daarom moedigt de onderzoeker het voorkomen van een onvermijdelijke experimentele fout aan, ondanks de nauwkeurigheid en precisie van de gebruikte instrumenten.
Kwantummechanica anders dan klassieke mechanica
In aanvulling op het bovenstaande stelt het principe van onbepaaldheid van Heisenberg dat, per definitie, de kwantummechanica anders werkt met betrekking tot de klassieke mechanica.
Bijgevolg wordt aangenomen dat nauwkeurige kennis van de metingen op subatomair niveau wordt beperkt door de dunne lijn die klassieke en kwantummechanica scheidt..
beperkingen
Ondanks het verklaren van de onbepaaldheid van subatomaire deeltjes en het vaststellen van de verschillen tussen klassieke en kwantummechanica, vestigt het atomaire model van Heisenberg geen unieke vergelijking op om de willekeurigheid van dit type verschijnselen te verklaren..
Bovendien impliceert het feit dat de relatie wordt vastgesteld door een ongelijkheid dat het bereik van mogelijkheden voor het product van twee geconjugeerde canonische variabelen onbepaald is. Bijgevolg is de onzekerheid inherent aan subatomaire processen aanzienlijk.
Artikelen van belang
Atoommodel van Schrödinger.
Atoommodel van Broglie.
Atoommodel van Chadwick.
Atoommodel van Perrin.
Atoommodel van Thomson.
Atoommodel van Dalton.
Atoommodel van Dirac Jordan.
Atoommodel van Democritus.
Atoommodel van Bohr.
referenties
- Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Opgehaald van: britannica.com
- Het onzekerheidsprincipe van Heisenberg (s.f.). Teruggeplaatst van: hiru.eus
- García, J. (2012). Onzekerheidsprincipe van Heisenberg. Teruggeplaatst van: hiberus.com
- Atomic-modellen (s.f.). Nationale Autonome Universiteit van Mexico. Mexico-Stad, Mexico. Hersteld van: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
- Werner Heisenberg (s.f.). Teruggeplaatst van: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Constant van Plank. Teruggeplaatst van: en.wikipedia.org
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Indeterminatie relatie van Heisenberg. Teruggeplaatst van: en.wikipedia.org