דגם אטומי של הייזנברג מאפיינים ומגבלות

ה דגם אטומי של הייזנברג (1927) מציג את עקרון אי-הוודאות באורטביטלים אלקטרונים המקיפים את הגרעין האטומי. הפיסיקאי הגרמני המצוי הניח את היסודות של מכניקת הקוונטים כדי להעריך את התנהגותם של החלקיקים התת-אטומיים שמרכיבים אטום.

עקרון אי-הוודאות של ורנר הייזנברג מצביע על כך שאי אפשר לדעת בוודאות את המיקום או את המומנטום הליניארי של האלקטרון. אותו עיקרון חל על משתנים בזמן ואנרגיה; כלומר, אם יש לנו מושג על המיקום של האלקטרון, לא נדע את המומנטום הליניארי של האלקטרון, ולהיפך.

בקיצור, לא ניתן לחזות את הערך של שני המשתנים בו זמנית. האמור לעיל אינו מרמז כי כל הגודל כאמור לא ניתן לדעת במדויק. כל עוד הוא בנפרד, אין מניעה להשיג את הערך של הריבית.

עם זאת, חוסר הוודאות מתרחשת כאשר הוא נוכח בו זמנית בשני סדרי גודל המצומד, כגון מיקום ותנע, וזמן אנרגיה עם.

עיקרון זה נובע מחשיבה תיאורטית גרידא, כהסבר היחידי שניתן לתת טעם על התצפיות המדעיות.

אינדקס

• 1 מאפיינים
• 2 בדיקות ניסוייות
  • 2.1 דוגמה
  • מכניקה קוונטית, למעט מכניקה קלאסית
• 3 מגבלות
• 4 מאמרים בעלי עניין
• 5 הפניות

תכונות

במארס 1927 פרסם הייזנברג את עבודתו על התוכן התפיסתי של קינמטיקה תיאורטית קוונטית ומכניקה, שם פירט את עקרון אי-הוודאות או חוסר הסבירות.

עיקרון זה, הבסיסי במודל האטומי של הייזנברג, מאופיין בדברים הבאים:

- עקרון אי-הוודאות מתגלה כהסבר המשלים את התיאוריות האטומיות החדשות על התנהגות האלקטרונים. למרות השימוש במכשירי מדידה ברמת דיוק גבוהה וברגישות גבוהה, עדיין קיימת הבחנה במבחן הניסוי.

- בגלל עקרון אי הוודאות, בעת ניתוח שני משתנים הקשורים, אם יש לך ידע מדויק של אחד מהם, אז אי-הוודאות לגבי הערך של המשתנה השני יהיה גדל.

- את הרגע הליניארי ואת המיקום של אלקטרון, או חלקיק תת-אטומי אחר, לא ניתן למדוד בו זמנית.

- הקשר בין שני המשתנים מובא מפי inequation. לדברי הייזנברג, וריאציות התוצר של המומנטום ואת המיקום של החלקיק הוא תמיד גדולה יותר מאשר היחס של פלאנק של קבוע (6.62606957 (29) × 10 ^-34 ג 'ולס x שניות) ו 4π, כמפורט בביטוי מתמטי הבא:

המקרא המתאים לביטוי זה הוא כדלקמן:

Δp: קביעת הרגע הליניארי.

Δx: קביעת המיקום.

h: קבוע קרש.

π: מספר pi 3.14.

- לאור האמור לעיל, תוצר חוסר הוודאות הוא בגבול התחתון היחס h / 4π, שהוא ערך קבוע. לכן, אם אחד המגדלים נוטה לאפס, השני חייב להגדיל באותו פרופורציה.

- קשר זה תקף עבור כל זוגות של גדלים קנונית מצומדות. לדוגמה: עקרון אי-הוודאות של הייזנברג מתאים באופן מושלם לצמד האנרגיה, כמפורט להלן:

בביטוי זה:

ΔE: קביעת אנרגיה.

Δt: קביעת זמן.

h: קבוע קרש.

π: מספר pi 3.14.

- מתוך מודל זה ניתן להסיק כי הדטרמיניזם הסיבתי המוחלט במשתנים קנוניים מצומצמים אינו אפשרי, שכן על מנת ליצור מערכת יחסים זו יש להכיר את הערכים ההתחלתיים של משתני המחקר.

- כתוצאה מכך, המודל של הייזנברג מבוסס על ניסוחים הסתברותיים, בשל האקראיות הקיימת בין המשתנים ברמות תת-אטומיות.

בדיקות ניסוייות

עקרון האי-ודאות של הייזנברג מתגלה כסיבה היחידה האפשרית לבדיקות הניסוי שהתרחשו במהלך שלושת העשורים הראשונים של המאה ה -21.

לפני עקרון אי הוודאות של הייזנברג המובעות, הכללים הקיימים, מצדו, הציע המשתנים המומנטום, העמדה, תנע זוויתי, זמן, אנרגיה, בין היתר, חלקיקים תת-אטומיים הוגדרו מבחינה תפעולית.

פירוש הדבר היה שמדובר בפיזיקה קלאסית; כלומר, ערך ראשוני נמדד והערך הסופי נאמד בהתאם לנוהל שנקבע מראש.

האמור לעיל כרוך בהגדרת מערכת ייחוס למדידות, למכשיר המדידה ולאופן השימוש במכשיר כאמור, בהתאם לשיטה המדעית.

על פי זה, המשתנים שתוארו על ידי חלקיקים תת-אטומיים היו חייבים להתנהג באופן דטרמיניסטי. כלומר, ההתנהגות שלה צריכה להיות חזויה במדויק ובדייקנות.

עם זאת, בכל פעם שנערכה בדיקה מסוג זה, לא ניתן היה להשיג את הערך המשוער מבחינה תיאורטית במדידה.. 

המדידות היו מסולפות בשל התנאים הטבעיים של הניסוי, והתוצאה שהושגה לא היתה מועילה להעשרת התיאוריה האטומית.

דוגמה

לדוגמה: אם מדובר במדידת המהירות ומיקומו של אלקטרון, יש לשקול את ההתנגשות של פוטון אור עם האלקטרון.

התנגשות זו גורמת וריאציה במהירות ואת המהותית המיקום של האלקטרון, שבו מושא המדידה משתנה על ידי תנאי הניסוי.

לכן, החוקר מעודד את התרחשותה של שגיאה ניסויית בלתי נמנעת, למרות הדיוק והדיוק של המכשירים המשמשים.

מכניקת הקוונטים שונה מהמכניקה הקלאסית

בנוסף לאמור לעיל, עקרון קביעתו של הייזנברג קובע כי מעצם הגדרתו, מכניקת הקוונטים פועלת באופן שונה ביחס למכניקה הקלאסית.

כתוצאה מכך, ההנחה היא כי ידע מדויק של המדידות ברמה התת-אטומית מוגבל על ידי הקו הדק שמפריד בין מכניקה הקוונטית הקלאסית..

מגבלות

למרות להסביר את אי-הוודאות לגבי חלקיקים תת-אטומיים ולבסס את ההבדלים בין המכניקה הקלסית קוונטים, מודל האטום של הייזנברג לא להקים משוואה אחת להסביר את האקראיות של תופעה זו.

יתר על כן, העובדה שהיחסים נקבעים באמצעות אי שוויון מרמזת כי טווח האפשרויות של תוצר של שני משתנים קנוניים מצומצמים אינו מוגדר. כתוצאה מכך, אי הוודאות הגלומה בתהליכים תת-אטומיים היא משמעותית.

מאמרים בעלי עניין

דגם אטומי של שרדינגר.

דגם אטומי של ברולי.

דגם אטומי של צ'אדוויק.

מודל אטומי של פרין.

מודל אטומי של תומסון.

מודל אטומי של דלתון.

דגם אטומי של דיראק ירדן.

מודל אטומי של דמוקריטוס.

דגם אטומי של בוהר.

הפניות

1. ביילר, ר '(1998). ורנר הייזנברג. אנציקלופדיה בריטניקה, Inc. מקור: britannica.com
2. עקרון אי-הוודאות של הייזנברג (s.f). מקור: hiru.eus
3. García, J. (2012). עקרון אי הוודאות של הייזנברג. מקור: hiberus.com
4. מודלים אטומיים (s.f). האוניברסיטה האוטונומית הלאומית של מקסיקו. מכסיקו סיטי, מקסיקו. שוחזר מ: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
5. ורנר הייזנברג (s.f.) מקור: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
6. ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית (2018). קבוע של פלאנק. מקור: en.wikipedia.org
7. ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית (2018). יחס הייחוס של הייזנברג. מקור: en.wikipedia.org