Mô hình nguyên tử của Đặc điểm và Hạn chế của Heisenberg

các Mô hình nguyên tử của Heisenberg (1927) giới thiệu nguyên lý bất định trong quỹ đạo của electron bao quanh hạt nhân nguyên tử. Nhà vật lý xuất sắc người Đức đã đặt nền móng cho cơ học lượng tử để ước tính hành trạng của các hạt hạ nguyên tử tạo nên một nguyên tử.

Nguyên lý bất định của Werner Heisenberg chỉ ra rằng không thể biết chắc chắn cả vị trí lẫn động lượng tuyến tính của electron. Nguyên tắc tương tự áp dụng cho các biến thời gian và năng lượng; nghĩa là, nếu chúng ta có manh mối về vị trí của electron, chúng ta sẽ không biết động lượng tuyến tính của electron và ngược lại.

Nói tóm lại, không thể dự đoán đồng thời giá trị của cả hai biến. Những điều đã nói ở trên không ngụ ý rằng bất kỳ cường độ nào được đề cập trước đây không thể được biết chính xác. Miễn là riêng biệt, không có trở ngại nào để có được giá trị quan tâm.

Tuy nhiên, sự không chắc chắn xảy ra khi biết đồng thời hai cường độ liên hợp, như trường hợp của vị trí và thời điểm tuyến tính, và của thời gian bên cạnh năng lượng.

Nguyên tắc này phát sinh do một lý luận chặt chẽ về lý thuyết, như là lời giải thích khả thi duy nhất để đưa ra lý do trên các quan sát khoa học.

Chỉ số

• 1 Đặc điểm
• 2 bài kiểm tra thí nghiệm
  • 2.1 Ví dụ
  • 2.2 Cơ học lượng tử khác với cơ học cổ điển
• 3 hạn chế
• 4 bài viết quan tâm
• 5 tài liệu tham khảo

Tính năng

Vào tháng 3 năm 1927, Heisenberg đã xuất bản công trình của mình Về nội dung tri giác của động học lý thuyết lượng tử và cơ học, nơi ông chi tiết nguyên tắc của sự không chắc chắn hoặc không xác định.

Nguyên tắc này, cơ bản trong mô hình nguyên tử được đề xuất bởi Heisenberg, được đặc trưng bởi:

- Nguyên lý bất định xuất hiện như một lời giải thích bổ sung cho các lý thuyết nguyên tử mới về hành vi của các electron. Mặc dù sử dụng các dụng cụ đo có độ chính xác và độ nhạy cao, sự không xác định vẫn có mặt trong bất kỳ thử nghiệm thử nghiệm nào.

- Do nguyên tắc không chắc chắn, khi phân tích hai biến liên quan, nếu một người có kiến ​​thức chính xác về một trong số đó, thì sự không xác định đối với giá trị của biến khác sẽ tăng lên.

- Không thể đo được khoảnh khắc tuyến tính và vị trí của một electron, hoặc hạt hạ nguyên tử khác cùng một lúc.

- Mối quan hệ giữa cả hai biến được đưa ra bởi một bất đẳng thức. Theo Heisenberg, tích của các biến thiên của động lượng tuyến tính và vị trí của hạt luôn lớn hơn thương số giữa hằng số Plank (6.62606957 (29) × 10 ^-34 Jules x giây) và 4π, như chi tiết trong biểu thức toán học sau:

Truyền thuyết tương ứng với biểu thức này là như sau:

P: không xác định thời điểm tuyến tính.

X: không xác định vị trí.

h: hằng số ván.

Số: số pi 3.14.

- Theo quan điểm trên, sản phẩm của độ không đảm bảo có giới hạn thấp hơn quan hệ h / 4π, là một giá trị không đổi. Do đó, nếu một trong các cường độ có xu hướng bằng 0, thì độ lớn khác phải tăng theo cùng tỷ lệ.

- Mối quan hệ này là hợp lệ cho tất cả các cặp cường độ liên hợp chính tắc. Ví dụ: nguyên lý bất định Heisenberg hoàn toàn có thể áp dụng cho cặp thời gian năng lượng, như chi tiết dưới đây:

Trong biểu thức này:

E: không xác định được năng lượng.

Δt: không xác định thời gian.

h: hằng số ván.

Số: số pi 3.14.

- Từ mô hình này, suy ra rằng tính xác định nguyên nhân tuyệt đối trong các biến chính tắc liên hợp là không thể, vì để thiết lập mối quan hệ này, người ta cần có kiến ​​thức về các giá trị ban đầu của các biến nghiên cứu.

- Do đó, mô hình Heisenberg dựa trên các công thức xác suất, do tính ngẫu nhiên tồn tại giữa các biến ở cấp độ hạ nguyên tử.

Thử nghiệm thực nghiệm

Nguyên lý bất định Heisenberg nổi lên như là lời giải thích khả dĩ duy nhất cho các thử nghiệm thử nghiệm diễn ra trong ba thập kỷ đầu của thế kỷ 21.

Trước khi Heisenberg đưa ra nguyên tắc bất định, các giới luật phổ biến sau đó đã đề xuất rằng các biến động lượng tuyến tính, vị trí, động lượng góc, thời gian, năng lượng, trong số các yếu tố khác, đối với các hạt hạ nguyên tử được xác định hoạt động.

Điều này có nghĩa là chúng được đối xử như thể nó là vật lý cổ điển; nghĩa là, một giá trị ban đầu đã được đo và giá trị cuối cùng được ước tính theo quy trình được thiết lập trước.

Theo các phương pháp khoa học đã nói ở trên liên quan đến việc xác định một hệ quy chiếu cho các phép đo, dụng cụ đo và cách sử dụng của dụng cụ nói trên.

Theo đó, các biến được mô tả bởi các hạt hạ nguyên tử phải hành xử xác định. Đó là, hành vi của nó đã được dự đoán chính xác và chính xác.

Tuy nhiên, mỗi lần thử nghiệm tính chất này được thực hiện, không thể có được giá trị ước tính theo lý thuyết trong phép đo.. 

Các phép đo được trình bày sai do điều kiện tự nhiên của thí nghiệm và kết quả thu được không hữu ích để làm phong phú lý thuyết nguyên tử.

Ví dụ

Ví dụ: nếu nói về việc đo tốc độ và vị trí của một electron, việc lắp ráp thí nghiệm sẽ dự tính sự va chạm của một photon ánh sáng với electron.

Sự va chạm này gây ra sự thay đổi về tốc độ và vị trí bên trong của electron, trong đó đối tượng của phép đo bị thay đổi bởi các điều kiện thí nghiệm.

Do đó, nhà nghiên cứu khuyến khích sự xuất hiện của một lỗi thử nghiệm không thể tránh khỏi, mặc dù độ chính xác và độ chính xác của các dụng cụ được sử dụng.

Cơ học lượng tử khác với cơ học cổ điển

Ngoài những điều trên, nguyên tắc không xác định của Heisenberg còn cho rằng, theo định nghĩa, cơ học lượng tử hoạt động khác nhau đối với cơ học cổ điển.

Do đó, người ta cho rằng kiến ​​thức chính xác về các phép đo ở cấp độ hạ nguyên tử bị giới hạn bởi đường mỏng ngăn cách cơ học cổ điển và lượng tử..

Hạn chế

Mặc dù giải thích sự không xác định của các hạt hạ nguyên tử và thiết lập sự khác biệt giữa cơ học cổ điển và lượng tử, mô hình nguyên tử Heisenberg không thiết lập một phương trình duy nhất để giải thích tính ngẫu nhiên của loại hiện tượng này..

Hơn nữa, thực tế là mối quan hệ được thiết lập thông qua sự bất bình đẳng ngụ ý rằng phạm vi khả năng cho sản phẩm của hai biến chính tắc liên hợp là không xác định. Do đó, sự không chắc chắn vốn có trong các quá trình hạ nguyên tử là rất đáng kể.

Bài viết quan tâm

Mô hình nguyên tử của Schrödinger.

Mô hình nguyên tử của Broglie.

Mô hình nguyên tử của Chadwick.

Mô hình nguyên tử của Perrin.

Mô hình nguyên tử của Thomson.

Mô hình nguyên tử của Dalton.

Mô hình nguyên tử của Dirac Jordan.

Mô hình nguyên tử của Democritus.

Mô hình nguyên tử của Bohr.

Tài liệu tham khảo

1. Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Lấy từ: britannica.com
2. Nguyên lý bất định Heisenberg (s.f.). Lấy từ: hiru.eus
3. García, J. (2012). Nguyên tắc bất định của Heisenberg. Lấy từ: hiberus.com
4. Mô hình nguyên tử (s.f.). Đại học tự trị quốc gia Mexico. Thành phố Mexico, Mexico. Phục hồi từ: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
5. Werner Heisenberg (s.f.). Lấy từ: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
6. Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí (2018). Hằng số của ván. Lấy từ: en.wikipedia.org
7. Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí (2018). Mối quan hệ không xác định của Heisenberg. Lấy từ: en.wikipedia.org