HEISENBERG ATOM MODELI: ÖZELLIKLER VE SINIRLAMALAR - FIZIKSEL - 2025

Atomik modeli Heisenberg (1927) atom çekirdeği çevreleyen elektron orbitalleri belirsizlik ilkesi getirilmektedir. Tanınmış Alman fizikçi, bir atomu oluşturan atom altı parçacıkların davranışını tahmin etmek için kuantum mekaniğinin temellerini attı.

Werner Heisenberg'in belirsizlik ilkesi, bir elektronun pozisyonunun ve doğrusal momentumunun kesin olarak bilinemeyeceğini gösterir. Aynı ilke, zaman ve enerji değişkenleri için de geçerlidir; yani, elektronun pozisyonunun bir göstergesine sahipsek, elektronun doğrusal momentumunu bilemeyeceğiz ve bunun tersi de geçerlidir.

Werner Heisenberg

Kısacası, her iki değişkenin değerini aynı anda tahmin etmek mümkün değildir. Yukarıdakiler, yukarıda bahsedilen büyüklüklerin hiçbirinin kesin olarak bilinemeyeceği anlamına gelmez. Ayrı olduğu sürece faiz değerinin elde edilmesinde herhangi bir engel yoktur.

Bununla birlikte, konum ve momentum gibi iki eşlenik niceliğin ve enerjiyle birlikte zamanın aynı anda bilinmesi söz konusu olduğunda belirsizlik ortaya çıkar.

Bu ilke, bilimsel gözlemlere sebep veren tek geçerli açıklama olarak katı bir teorik akıl yürütmeden kaynaklanmaktadır.

karakteristikleri

Mart 1927'de Heisenberg, belirsizlik veya belirsizlik ilkesini detaylandırdığı Kinematik ve kuantum kuramsal mekaniğin algısal içeriği üzerine adlı çalışmasını yayınladı.

Heisenberg tarafından önerilen atom modelinde temel olan bu ilke, aşağıdakilerle karakterize edilir:

- Belirsizlik ilkesi, elektronların davranışı hakkındaki yeni atom teorilerini tamamlayan bir açıklama olarak ortaya çıkıyor. Yüksek hassasiyet ve hassasiyete sahip ölçüm aletlerinin kullanılmasına rağmen, belirsizlik hala herhangi bir deneysel testte mevcuttur.

- Belirsizlik ilkesi nedeniyle, iki ilgili değişkeni analiz ederken, bunlardan biri hakkında doğru bir bilgiye sahipseniz, diğer değişkenin değeri hakkındaki belirsizlik artacaktır.

- Bir elektronun veya diğer atom altı parçacığın momentumu ve konumu aynı anda ölçülemez.

- Her iki değişken arasındaki ilişki bir eşitsizlikle verilir. Heisenberg göre, doğrusal ivme ve parçacık konumunun varyasyonların ürün Plank sabiti (6.62606957 (29) x 10 arasında bölüm daha yüksek olmasını ^-34 ayrıntılı olarak Jules saniye x) ve 4π aşağıdaki matematiksel ifadede:

Bu ifadeye karşılık gelen lejant şu şekildedir:

∆p: doğrusal momentin belirsizliği.

∆x: konumun belirsizliği.

h: Plank sabiti.

π: pi sayısı 3.14.

- Yukarıdakiler ışığında, belirsizliklerin çarpımı, sabit bir değer olan h / 4π oranına alt sınır olarak sahiptir. Bu nedenle, büyüklüklerden biri sıfır olma eğilimindeyse, diğerinin aynı oranda artması gerekir.

- Bu ilişki tüm eşlenik kanonik büyüklük çiftleri için geçerlidir. Örneğin: Heisenberg'in belirsizlik ilkesi, aşağıda detaylandırıldığı gibi enerji-zaman çifti için mükemmel şekilde uygulanabilir:

Bu ifadede:

∆E: enerjinin belirsizliği.

∆t: zamanın belirsizliği.

h: Plank sabiti.

π: pi sayısı 3.14.

- Bu modelden, eşlenik kanonik değişkenlerde mutlak nedensel determinizmin imkansız olduğu sonucu çıkar, çünkü bu ilişkiyi kurmak için çalışma değişkenlerinin başlangıç ​​değerleri hakkında bilgi sahibi olunmalıdır.

- Sonuç olarak, Heisenberg'in modeli, atom altı seviyelerde değişkenler arasında var olan rastgelelik nedeniyle olasılıksal formülasyonlara dayanmaktadır.

Deneysel testler

Heisenberg'in belirsizlik ilkesi, 21. yüzyılın ilk otuz yılında gerçekleştirilen deneysel testlerin tek olası açıklaması olarak ortaya çıkıyor.

Heisenberg belirsizlik ilkesini açıklamadan önce, o sırada yürürlükte olan ilkeler, atom altı parçacıklar için doğrusal momentum, konum, açısal momentum, zaman, enerji değişkenlerinin operasyonel olarak tanımlandığını ileri sürdü.

Bu, onlara klasik fizikmiş gibi muamele edildikleri anlamına geliyordu; yani, bir başlangıç ​​değeri ölçülmüş ve nihai değer önceden belirlenmiş prosedüre göre tahmin edilmiştir.

Bu, bilimsel yönteme uygun olarak ölçümler için bir referans sistemi, ölçüm cihazı ve söz konusu enstrümanı kullanma yolunu tanımlamayı gerektiriyordu.

Buna göre, atom altı parçacıklar tarafından tanımlanan değişkenlerin deterministik bir şekilde davranması gerekiyordu. Yani, davranışının doğru ve kesin olarak tahmin edilmesi gerekiyordu.

Bununla birlikte, bu nitelikte bir test her gerçekleştirildiğinde, ölçümde teorik olarak tahmin edilen değeri elde etmek imkansızdı.

Deneyin doğal koşulları nedeniyle ölçümler bozulmuş ve elde edilen sonuç atom teorisini zenginleştirmek için yararlı olmamıştır.

Misal

Örneğin, bir elektronun hızını ve konumunu ölçmek söz konusuysa, deneyin kurulumu bir ışık fotonunun elektronla çarpışmasını düşünmelidir.

Bu çarpışma, ölçüm nesnesinin deneysel koşullar tarafından değiştirildiği elektronun hızı ve içsel konumunda bir değişime neden olur.

Bu nedenle araştırmacı, kullanılan aletlerin doğruluğuna ve kesinliğine rağmen, kaçınılmaz bir deneysel hatanın oluşmasını teşvik eder.

Klasik mekanik dışındaki kuantum mekaniği

Yukarıdakilere ek olarak, Heisenberg belirsizlik ilkesi, tanımı gereği, kuantum mekaniğinin klasik mekanikten farklı çalıştığını belirtir.

Sonuç olarak, atom altı seviyedeki ölçümlerin kesin bilgisinin, klasik ve kuantum mekaniğini ayıran ince çizgi ile sınırlı olduğu varsayılmaktadır.

Sınırlamalar

Heisenberg'in atom modeli, atom altı parçacıkların belirsizliğini açıklamasına ve klasik ve kuantum mekaniği arasındaki farkları ortaya koymasına rağmen, bu tür fenomenin rastlantısallığını açıklamak için tek bir denklem oluşturmamaktadır.

Dahası, ilişkinin bir eşitsizlikle kurulduğu gerçeği, iki eşlenik kanonik değişkenin çarpımı için olasılıklar aralığının belirsiz olduğu anlamına gelir. Sonuç olarak, atom altı süreçlerin doğasında bulunan belirsizlik önemlidir.

İlgi makaleleri

Schrödinger'in atom modeli.

De Broglie atom modeli.

Chadwick'in atom modeli.

Perrin'in atom modeli.

Thomson'ın atom modeli.

Dalton'un atom modeli.

Dirac Jordan atom modeli.

Demokritos'un atom modeli.

Bohr'un atom modeli.

Sommerfeld atom modeli.

Referanslar

1. Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Kurtarıldı: britannica.com
2. Heisenberg Belirsizlik İlkesi (nd). Kurtarıldı: hiru.eus
3. García, J. (2012). Heisenberg belirsizlik ilkesi. Kurtarıldı: hiberus.com
4. Atom modelleri (sf). Meksika Ulusal Özerk Üniversitesi. Meksika DF, Meksika. Asesorias.cuautitlan2.unam.mx adresinden kurtarıldı
5. Werner Heisenberg (nd). The-history-of-the-atom.wikispaces.com adresinden kurtarıldı
6. Wikipedia, Ücretsiz Ansiklopedi (2018). Plank sabiti. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
7. Wikipedia, Ücretsiz Ansiklopedi (2018). Heisenberg'in belirsizlik ilişkisi. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı