หุ้น:
แบบจำลองอะตอมของคุณลักษณะและข้อ จำกัด ของไฮเซนเบิร์ก
แบบจำลองอะตอมของไฮเซนเบิร์ก (1927) แนะนำหลักการความไม่แน่นอนในวงโคจรของอิเล็กตรอนที่ล้อมรอบนิวเคลียสของอะตอม นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันที่ยอดเยี่ยมได้วางรากฐานของกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อประเมินพฤติกรรมของอนุภาคในอะตอมที่ประกอบกันเป็นอะตอม.
หลักการความไม่แน่นอนของเวอร์เนอร์ไฮเซนเบิร์กบ่งชี้ว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะรู้ด้วยความมั่นใจไม่ว่าจะเป็นตำแหน่งหรือโมเมนตัมเชิงเส้นของอิเล็กตรอน หลักการเดียวกันนี้ใช้กับเวลาตัวแปรและพลังงาน นั่นคือถ้าเรามีเงื่อนงำเกี่ยวกับตำแหน่งของอิเล็กตรอนเราจะไม่ทราบโมเมนตัมเชิงเส้นของอิเล็กตรอนและในทางกลับกัน.
ในระยะสั้นมันเป็นไปไม่ได้ที่จะทำนายค่าของตัวแปรทั้งสองพร้อมกัน การอ้างถึงข้างต้นไม่ได้หมายความว่าขนาดใด ๆ ที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ไม่สามารถรู้ได้อย่างถูกต้อง ตราบใดที่มันแยกกันไม่มีอุปสรรคที่จะได้รับมูลค่าของดอกเบี้ย.
อย่างไรก็ตามความไม่แน่นอนเกิดขึ้นเมื่อรู้ถึงการผันสองมิติพร้อมกันเช่นในกรณีของตำแหน่งและช่วงเวลาเชิงเส้นและเวลาถัดจากพลังงาน.
หลักการนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการให้เหตุผลเชิงทฤษฎีอย่างเคร่งครัดเป็นเพียงคำอธิบายที่ใช้การได้เท่านั้นที่จะให้เหตุผลในการสังเกตทางวิทยาศาสตร์.
ดัชนี
- 1 ลักษณะ
- 2 การทดสอบเชิงทดลอง
- 2.1 ตัวอย่าง
- 2.2 กลศาสตร์ควอนตัมนอกเหนือจากกลศาสตร์แบบดั้งเดิม
- 3 ข้อ จำกัด
- 4 บทความที่น่าสนใจ
- 5 อ้างอิง
คุณสมบัติ
ในมีนาคม 1927 Heisenberg เผยแพร่งานของเขา เกี่ยวกับเนื้อหาการรับรู้ของจลนศาสตร์และกลศาสตร์เชิงควอนตัม, ที่ซึ่งเขาได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับหลักการของความไม่แน่นอนหรือความไม่แน่นอน.
หลักการนี้พื้นฐานในแบบจำลองอะตอมที่เสนอโดยไฮเซนเบิร์กมีลักษณะดังต่อไปนี้:
- หลักการความไม่แน่นอนปรากฏขึ้นเป็นคำอธิบายที่เติมเต็มทฤษฎีอะตอมใหม่เกี่ยวกับพฤติกรรมของอิเล็กตรอน แม้จะมีการใช้เครื่องมือวัดที่มีความแม่นยำและความไวสูง แต่ก็ยังไม่สามารถระบุได้ในการทดสอบใด ๆ.
- เนื่องจากหลักการความไม่แน่นอนเมื่อวิเคราะห์สองตัวแปรที่เกี่ยวข้องหากมีความรู้ที่ถูกต้องของหนึ่งในนั้นแล้วความไม่แน่นอนเกี่ยวกับค่าของตัวแปรอื่น ๆ จะเพิ่มขึ้น.
- ไม่สามารถวัดช่วงเวลาเชิงเส้นและตำแหน่งของอิเล็กตรอนหรืออนุภาคย่อยของอะตอมอื่นได้ในเวลาเดียวกัน.
- ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรทั้งสองนั้นได้มาจากความไม่เท่าเทียมกัน จากข้อมูลของไฮเซนเบิร์กผลิตภัณฑ์ของการแปรผันของโมเมนตัมเชิงเส้นและตำแหน่งของอนุภาคมักจะมากกว่าความฉลาดทางบวกระหว่างค่าคงที่ของไม้กระดาน (6.62606957 (29) × 10 -34 Jules x วินาที) และ4πตามรายละเอียดในนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ต่อไปนี้:
คำอธิบายสัญลักษณ์ที่สอดคล้องกับนิพจน์นี้มีดังต่อไปนี้:
Δp: การกำหนดช่วงเวลาเชิงเส้น.
Δx: การกำหนดตำแหน่งไม่แน่นอน.
h: ไม้กระดานคงที่.
π: หมายเลข pi 3.14.
- ในมุมมองข้างต้นผลิตภัณฑ์ของความไม่แน่นอนมีขีด จำกัด ต่ำกว่าความสัมพันธ์ h / 4πซึ่งเป็นค่าคงที่ ดังนั้นถ้าขนาดใดอันหนึ่งมีแนวโน้มเป็นศูนย์ส่วนอีกอันจะต้องเพิ่มขึ้นในสัดส่วนเดียวกัน.
- ความสัมพันธ์นี้ใช้ได้สำหรับคู่ของขนาดที่ยอมรับได้ของคอนจูเกตทั้งหมด ตัวอย่าง: หลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กมีผลบังคับใช้อย่างสมบูรณ์แบบกับคู่พลังงาน - เวลาดังรายละเอียดด้านล่าง:
ในการแสดงออกนี้:
ΔE: การไม่ระบุพลังงาน.
:t: การกำหนดเวลาไม่แน่นอน.
h: ไม้กระดานคงที่.
π: หมายเลข pi 3.14.
- จากแบบจำลองนี้มันอนุมานได้ว่าการกำหนดระดับสัมบูรณ์เชิงสาเหตุในตัวแปรผันผันเป็นไปไม่ได้เนื่องจากการสร้างความสัมพันธ์นี้ควรมีความรู้เกี่ยวกับค่าเริ่มต้นของตัวแปรศึกษา.
- ดังนั้นแบบจำลองไฮเซนเบิร์กจึงขึ้นอยู่กับสูตรความน่าจะเป็นเนื่องจากการสุ่มที่มีอยู่ระหว่างตัวแปรในระดับ Subatomic.
การทดสอบเชิงทดลอง
หลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กปรากฏขึ้นเป็นคำอธิบายที่เป็นไปได้เพียงข้อเดียวสำหรับการทดสอบการทดลองที่เกิดขึ้นในช่วงสามทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 21.
ก่อนที่ไฮเซนเบิร์กจะประกาศหลักการความไม่แน่นอนหลักการของสัจธรรมนั้นแนะนำว่าตัวแปรโมเมนตัมเชิงเส้น, ตำแหน่ง, โมเมนตัมเชิงมุม, เวลา, พลังงาน, และอื่น ๆ สำหรับอนุภาคย่อยที่ถูกกำหนด.
นี่หมายความว่าพวกเขาได้รับการปฏิบัติราวกับว่าเป็นฟิสิกส์คลาสสิค นั่นคือค่าเริ่มต้นถูกวัดและประเมินค่าสุดท้ายตามขั้นตอนที่กำหนดไว้ล่วงหน้า.
สิ่งที่กล่าวมาเกี่ยวข้องกับการกำหนดระบบอ้างอิงสำหรับการวัดเครื่องมือวัดและลักษณะการใช้เครื่องมือดังกล่าวตามวิธีการทางวิทยาศาสตร์.
ตามนี้ตัวแปรอธิบายโดยอนุภาค subatomic ต้องทำงานอย่างไม่แน่นอน นั่นคือพฤติกรรมของมันจะต้องทำนายอย่างแม่นยำและแม่นยำ.
อย่างไรก็ตามทุกครั้งที่ทำการทดสอบลักษณะนี้มันเป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับคุณค่าทางทฤษฎีโดยประมาณในการวัด.
การวัดที่ผิดพลาดเนื่องจากสภาพธรรมชาติของการทดลองและผลที่ได้ไม่เป็นประโยชน์ในการเสริมสร้างทฤษฎีอะตอม.
ตัวอย่าง
ตัวอย่างเช่น: ถ้ามันเกี่ยวกับการวัดความเร็วและตำแหน่งของอิเล็กตรอนการชุมนุมของการทดลองควรพิจารณาการชนของโฟตอนของแสงกับอิเล็กตรอน.
การชนนี้ทำให้เกิดความแปรปรวนของความเร็วและตำแหน่งที่อยู่ภายในของอิเล็กตรอนซึ่งวัตถุของการวัดถูกเปลี่ยนแปลงโดยเงื่อนไขการทดลอง.
ดังนั้นผู้วิจัยสนับสนุนให้เกิดข้อผิดพลาดการทดลองที่หลีกเลี่ยงไม่ได้แม้จะมีความถูกต้องและแม่นยำของเครื่องมือที่ใช้.
กลศาสตร์ควอนตัมแตกต่างจากกลศาสตร์คลาสสิค
นอกเหนือจากที่กล่าวมาข้างต้นหลักการของการกำหนดค่าของไฮเซนเบิร์กระบุไว้ว่าตามคำนิยามกลศาสตร์ควอนตัมทำงานแตกต่างกันไปตามกลไกคลาสสิก.
ดังนั้นจึงสันนิษฐานว่าความรู้ที่ถูกต้องของการวัดในระดับ subatomic ถูก จำกัด โดยเส้นบาง ๆ ที่แยกกลศาสตร์ควอนตัมแบบดั้งเดิมและควอนตัม.
ข้อ จำกัด
แม้จะมีการอธิบายถึงความไม่แน่นอนของอนุภาคย่อยและการตั้งค่าความแตกต่างระหว่างกลศาสตร์ควอนตัมแบบดั้งเดิมและแบบควอนตัม แต่แบบจำลองอะตอมของไฮเซนเบิร์กไม่ได้สร้างสมการที่ไม่ซ้ำกันเพื่ออธิบายการสุ่ม.
ยิ่งไปกว่านั้นความจริงที่ว่าความสัมพันธ์ถูกสร้างขึ้นผ่านความไม่เท่าเทียมหมายความว่าช่วงของความเป็นไปได้สำหรับผลิตภัณฑ์ของตัวแปรที่ยอมรับได้สองตัวแปรนั้นไม่แน่นอน ดังนั้นความไม่แน่นอนที่เกิดขึ้นในกระบวนการย่อยจึงมีความสำคัญ.
บทความที่น่าสนใจ
แบบจำลองอะตอมของSchrödinger.
แบบจำลองอะตอมของ Broglie.
แบบจำลองอะตอมของ Chadwick.
แบบจำลองอะตอมของเพอร์ริน.
แบบจำลองอะตอมของทอมสัน.
แบบจำลองอะตอมของดาลตัน.
แบบจำลองอะตอมของ Dirac Jordan.
แบบจำลองอะตอมของพรรคประชาธิปัตย์.
แบบจำลองอะตอมของ Bohr.
การอ้างอิง
- Beyler, R. (1998) เวอร์เนอร์ไฮเซนเบิร์ก สารานุกรม Britannica, Inc. สืบค้นจาก: britannica.com
- หลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก (s.f. ) สืบค้นจาก: hiru.eus
- García, J. (2012) หลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก ดึงมาจาก: hiberus.com
- แบบจำลองอะตอม (s.f. ) มหาวิทยาลัยอิสระแห่งชาติเม็กซิโก เม็กซิโกซิตี้เม็กซิโก กู้คืนจาก: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
- เวอร์เนอร์ไฮเซนเบิร์ก (s.f. ) สืบค้นจาก: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
- Wikipedia, สารานุกรมเสรี (2018) ค่าคงที่ของไม้กระดาน สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- Wikipedia, สารานุกรมเสรี (2018) ความไม่แน่นอนของ Heisenberg สืบค้นจาก: en.wikipedia.org