HEISENBERG ATOMMODELL: EGENSKAPER OCH BEGRÄNSNINGAR - FYSISK - 2025

Den atommodell Heisenberg (1927) infördes principen osäkerheten i elektronorbitalema omger atomkärnan. Den framstående tyska fysiker lägger grunden för kvantmekanik för att uppskatta beteendet hos de subatomära partiklarna som utgör en atom.

Werner Heisenbergs osäkerhetsprincip indikerar att varken positionen eller det linjära momentet för en elektron kan kännas med säkerhet. Samma princip gäller för variablerna tid och energi; det vill säga om vi har en ledtråd om elektronens läge kommer vi inte att känna till elektronens linjära momentum, och vice versa.

Werner Heisenberg

Kort sagt är det inte möjligt att samtidigt förutse värdet på båda variablerna. Det föregående innebär inte att någon av de nämnda storleken inte kan vara exakt känd. Så länge det är separat är det inget hinder för att erhålla räntesvärdet.

Osäkerhet uppstår emellertid när det gäller att samtidigt känna till två konjugerade mängder, såsom position och fart, och tid tillsammans med energi.

Denna princip uppstår på grund av ett strikt teoretiskt resonemang, som den enda genomförbara förklaringen som ger anledning till vetenskapliga observationer.

egenskaper

I mars 1927 publicerade Heisenberg sitt arbete om det perceptuella innehållet i kinematik och kvantteoretisk mekanik, där han detaljerade principen om osäkerhet eller obestämbarhet.

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

- Osäkerhetsprincipen uppstår som en förklaring som kompletterar de nya atomteorierna om elektronernas beteende. Trots att man använder mätinstrument med hög precision och känslighet finns fortfarande obestämdhet i något experimentellt test.

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

- Momentet och positionen för en elektron eller annan subatomär partikel kan inte mätas samtidigt.

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

Legenden som motsvarar detta uttryck är följande:

∆p: obestämning av det linjära ögonblicket.

∆x: obestämning av positionen.

h: Plankans konstant.

π: pi nummer 3.14.

- Med tanke på ovanstående har produkten av osäkerheterna en nedre gräns förhållandet h / 4π, vilket är ett konstant värde. Därför, om en av storleken går till noll, måste den andra öka i samma andel.

- Detta förhållande gäller för alla par av konjugerade kanoniska mängder. Till exempel: Heisenbergs osäkerhetsprincip är perfekt tillämpbar på energitidsparet, som beskrivs nedan:

I detta uttryck:

∆E: energis obestämdhet.

∆t: tidsbestämning.

h: Plankans konstant.

π: pi nummer 3.14.

- Av denna modell följer att absolut kausal determinism i konjugerade kanoniska variabler är omöjligt, eftersom man för att fastställa detta förhållande borde ha kunskap om de initiala värdena för studievariablerna.

- Följaktligen bygger Heisenbergs modell på probabilistiska formuleringar på grund av den slumpmässighet som finns mellan variablerna på subatomära nivåer.

Experimentella tester

Heisenbergs osäkerhetsprincip framträder som den enda möjliga förklaringen för de experimentella testerna som ägde rum under de första tre decennierna av 2000-talet.

Innan Heisenberg uttalade osäkerhetsprincipen antydde de gällande föreskrifterna vid den tiden att variablerna linjär momentum, position, vinkelmoment, tid, energi, bland andra, för subatomära partiklar definierades operationellt.

Detta innebar att de behandlades som om de var klassisk fysik; det vill säga, ett initialvärde mättes och det slutliga värdet uppskattades enligt det i förväg fastställda förfarandet.

Detta innebar att man definierar ett referenssystem för mätningar, mätinstrumentet och sättet att använda nämnda instrument i enlighet med den vetenskapliga metoden.

Följaktligen var de variabler som beskrivs av subatomära partiklar tvungna att bete sig på ett deterministiskt sätt. Det vill säga att dess beteende måste förutsägas exakt och exakt.

Men varje gång ett test av denna art genomfördes var det omöjligt att få det teoretiskt uppskattade värdet i mätningen.

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

Exempel

Till exempel: om det handlar om att mäta hastigheten och positionen för en elektron måste experimentets inställning överväga kollisionen mellan en ljusfoton och elektronen.

Denna kollision inducerar en variation i elektronens hastighet och det inre läget, med vilket mätningsobjektet förändras av de experimentella förhållandena.

Därför uppmuntrar forskaren förekomsten av ett oundvikligt experimentfel, trots noggrannheten och precisionen hos de instrument som används.

Kvantmekanik annan än klassisk mekanik

Förutom ovanstående säger Heisenbergs princip om obestämdhet att kvantmekanik per definition fungerar annorlunda än klassisk mekanik.

Följaktligen antas att exakt kunskap om mätningar på den subatomära nivån begränsas av den fina linjen som skiljer klassisk och kvantmekanik.

begränsningar

Trots att förklara obestämdheten för subatomära partiklar och fastställa skillnaderna mellan klassisk och kvantmekanik, skapar Heisenbergs atommodell inte en enda ekvation för att förklara slumpmässigheten i denna typ av fenomen.

Vidare innebär det faktum att förhållandet etableras genom ojämlikhet att utbudet av möjligheter för produkten av två konjugerade kanoniska variabler är obestämd. Följaktligen är osäkerheten i subatomära processer betydande.

Artiklar av intresse

Schrödingers atomodell.

De Broglie atommodell.

Chadwicks atommodell.

Perrins atommodell.

Thomsons atommodell.

Daltons atommodell.

Dirac Jordan atommodell.

Atomisk modell av Democritus.

Bohrs atomodell.

Sommerfeld atommodell.

referenser

1. Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Återställd från: britannica.com
2. Heisenbergs osäkerhetsprincip (nd). Återställd från: hiru.eus
3. García, J. (2012). Heisenbergs osäkerhetsprincip. Återställd från: hiberus.com
4. Atomiska modeller (sf). National Autonomous University of Mexico. Mexiko DF, Mexiko. Återställd från: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
5. Werner Heisenberg (nd). Återställd från: -historia-av-the-atom.wikispaces.com
6. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Planken är konstant. Återställd från: es.wikipedia.org
7. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Heisenbergs obestämdhetsrelation. Återställd från: es.wikipedia.org