Modelul Atomic al caracteristicilor și limitărilor lui Heisenberg

Modelul atomic al lui Heisenberg (1927) introduce principiul de incertitudine în orbitele electronilor care înconjoară nucleul atomic. Excelentul fizician german a stabilit bazele mecanicii cuantice pentru a estima comportamentul particulelor subatomice care alcătuiesc un atom.

Principiul incertitudinii lui Werner Heisenberg indică faptul că nu este posibil să se știe cu certitudine nici poziția, nici impulsul liniar al unui electron. Același principiu se aplică și variabilelor timp și energie; adică dacă avem o idee despre poziția electronului, nu vom cunoaște momentul liniar al electronului și invers.

Pe scurt, nu este posibilă prezicerea valorii ambelor variabile simultan. Cele de mai sus nu implică faptul că oricare dintre magnitudinile menționate anterior nu poate fi cunoscut cu precizie. Atât timp cât este separat, nu există nici un impediment pentru a obține valoarea dobânzii.

Cu toate acestea, incertitudinea apare atunci când vine vorba de cunoașterea simultană a două magnitudine conjugate, cum ar fi poziția și momentul liniar și timpul împreună cu energia.

Acest principiu apare din cauza unei raționamente strict teoretice, ca singura explicație viabilă de a da raționament observațiilor științifice.

index

• 1 Caracteristici
• 2 teste experimentale
  • 2.1 Exemplu
  • 2.2 Mecanica cuantică diferită de cea mecanică clasică
• 3 Limitări
• 4 Articole de interes
• 5 Referințe

caracteristici

În martie 1927, Heisenberg și-a publicat lucrarea Cu privire la conținutul perceptual al kinematicii și mecanicii teoretice cuantice, unde a detaliat principiul incertitudinii sau indeterminării.

Acest principiu, fundamental în modelul atomic propus de Heisenberg, se caracterizează prin următoarele:

- Principiul incertitudinii apare ca o explicație care completează noile teorii atomice despre comportamentul electronilor. În ciuda utilizării instrumentelor de măsurare cu înaltă precizie și sensibilitate, indeterminarea este încă prezentă în orice test experimental.

- Din cauza principiului incertitudinii, atunci când se analizează două variabile legate, dacă aveți o cunoaștere exactă a unuia dintre acestea, atunci indeterminarea din valoarea celeilalte variabile va fi în creștere.

- Momentul liniar și poziția unui electron sau a unei alte particule subatomice nu pot fi măsurate în același timp.

- Relația dintre ambele variabile este dată de o inegalitate. Potrivit Heisenberg, variațiile de produs ale impulsului și poziția particulei este întotdeauna mai mare decât raportul dintre constanta lui Planck (6.62606957 (29) × 10 ^-34 Jules x secunde) și 4π, așa cum este detaliat în următoarea expresie matematică:

Legenda corespunzătoare acestei expresii este următoarea:

Δp: indeterminarea momentului linear.

Δx: indeterminarea poziției.

h: Constanta placajului.

π: numărul pi 3.14.

- Având în vedere cele de mai sus, produsul incertitudinilor are ca limită inferioară relația h / 4π, care este o valoare constantă. Prin urmare, dacă una dintre magnitudine tinde la zero, cealaltă trebuie să crească în aceeași proporție.

- Această relație este valabilă pentru toate perechile de magnitudine canonice conjugate. De exemplu: principiul incertitudinii Heisenberg este perfect aplicabil perechii de energie-timp, după cum este detaliat mai jos:

În această expresie:

ΔE: indeterminarea energiei.

Δt: indeterminarea timpului.

h: Constanta placajului.

π: numărul pi 3.14.

- Din acest model rezultă că absolut determinismul cauzal în variabile conjugate canonice este imposibilă, deoarece stabilirea acestei relații ar trebui să fie informat cu privire la valorile inițiale ale variabilelor de studiu.

- În consecință, modelul Heisenberg se bazează pe formulări probabilistice, datorită aleanței care există între variabilele la nivel subatomic.

Teste experimentale

Principiul incertitudinii lui Heisenberg apare ca singura explicație posibilă pentru testele experimentale care au avut loc în primele trei decenii ale secolului XXI.

Înainte de principiul incertitudinii al lui Heisenberg enuntat, normele existente, apoi a sugerat că variabilele impuls, poziție, moment unghiular, timp, energie, printre altele, pentru particulele subatomice definite operațional.

Acest lucru înseamnă că au fost tratați ca și cum ar fi fost fizică clasică; adică o valoare inițială a fost măsurată, iar valoarea finală a fost estimată conform procedurii prestabilite.

Cele menționate anterior au inclus definirea unui sistem de referință pentru măsurători, instrumentul de măsurare și metoda de utilizare a instrumentului menționat, în conformitate cu metoda științifică.

Conform acestui fapt, variabilele descrise de particulele subatomice trebuiau să se comporte determinist. Adică, comportamentul său a trebuit să fie prezis cu precizie și cu precizie.

Cu toate acestea, de fiecare dată când a fost efectuat un test de această natură, a fost imposibilă obținerea valorii teoretice estimate în măsurare.

Măsurătorile au fost interpretate greșit datorită condițiilor naturale ale experimentului, iar rezultatul obținut nu a fost util pentru a îmbogăți teoria atomică.

exemplu

De exemplu: dacă este vorba de măsurarea vitezei și a poziției unui electron, asamblarea experimentului ar trebui să reflecte coliziunea unui foton de lumină cu electronul.

Această coliziune induce o variație a vitezei și a poziției intrinseci a electronului, cu care obiectul măsurării este modificat de condițiile experimentale.

Prin urmare, cercetătorul încurajează apariția unei erori experimentale inevitabile, în ciuda acurateței și preciziei instrumentelor utilizate.

Mecanica cuantică diferită de cea mecanică clasică

În plus față de cele de mai sus, principiul indeterminării lui Heisenberg afirmă că, prin definiție, mecanica cuantică funcționează diferit decât mecanica clasică.

În consecință, se presupune că cunoașterea precisă a măsurătorilor la nivel subatomic este limitată de linia subțire care separă mecanica clasică și cuantică.

limitări

În ciuda explicării indeterminării particulelor subatomice și a stabilirii diferențelor dintre mecanica clasică și cea cuantică, modelul atomic Heisenberg nu stabilește o singură ecuație care să explice caracterul aleatoriu al acestui tip de fenomene.

În plus, faptul că relația este stabilită printr-o inegalitate implică faptul că gama de posibilități pentru produsul a două variabile canonice conjugate este nedeterminată. În consecință, incertitudinea inerentă proceselor subatomice este semnificativă.

Articole de interes

Modelul atomic al lui Schrödinger.

Modelul atomic al lui Broglie.

Modelul atomic al lui Chadwick.

Modelul atomic al lui Perrin.

Modelul atomic al lui Thomson.

Modelul atomic al lui Dalton.

Modelul atomic al Dirac Iordan.

Modelul atomic al lui Democritus.

Modelul atomic al lui Bohr.

referințe

1. Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Adus de la: britannica.com
2. Principiul incertitudinii Heisenberg (s.f.). Adus de la: hiru.eus
3. García, J. (2012). Principiul incertitudinii lui Heisenberg. Adus de la: hiberus.com
4. Modele atomice (s.f.). Universitatea Autonomă Națională din Mexic. Mexico City, Mexic. Recuperat de la: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
5. Werner Heisenberg (s.f.) Adus de la: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
6. Wikipedia, Enciclopedia Liberă (2018). Constant de Plank. Adus de la: en.wikipedia.org
7. Wikipedia, Enciclopedia Liberă (2018). Relația de neterminare a lui Heisenberg. Adus de la: en.wikipedia.org