- jellemzők
- Kísérleti tesztek
- Példa
- Kvantummechanika, a klasszikus mechanika kivételével
- korlátozások
- Érdekes cikkek
- Irodalom
A nukleáris modell Heisenberg (1927) bevezette a határozatlansági elv az elektron pályák körül az atommag. A kiemelkedő német fizikus alapozta meg a kvantummechanika alapjait az atomot alkotó szubatomi részecskék viselkedésének becsléséhez.
Werner Heisenberg bizonytalansági elve azt jelzi, hogy sem az elektron helyzetét, sem a lineáris lendületét nem lehet biztosan tudni. Ugyanez az elv vonatkozik az idő és az energia változókra is; vagyis ha tudomásunk van az elektron helyzetéről, akkor nem ismeri az elektron lineáris lendületét, és fordítva.
Werner Heisenberg
Röviden: nem lehetséges egyszerre megjósolni mindkét változó értékét. A fentiek nem azt sugallják, hogy a fent említett nagyságok bármelyike nem lehet pontosan ismert. Mindaddig, amíg külön van, nincs akadálya a kamatérték megszerzésének.
A bizonytalanság akkor fordul elő, amikor két konjugált mennyiséget, például helyzetet és lendületet, valamint az energiát egyidejűleg ismerünk.
Ez az elv a szigorúan elméleti érvelés miatt merül fel, mivel ez az egyetlen lehetséges magyarázat a tudományos megfigyelések indokaként.
jellemzők
1927 márciusában Heisenberg közzétette a kinematika és a kvantumelmélet mechanika észlelési tartalmáról szóló munkáját, amelyben részletezte a bizonytalanság vagy a határozatlanság elvét.
Ezt az elvet, amely alapvetõ a Heisenberg által javasolt atommodellben, a következõk jellemzik:
- A bizonytalanság magyarázatként merül fel, amely kiegészíti az elektronok viselkedésével kapcsolatos új atomelméleteket. Annak ellenére, hogy a mérőműszereket nagy pontossággal és érzékenységgel használják, a meghatározatlanság továbbra is jelen van minden kísérleti tesztben.
- A bizonytalanság elve miatt, ha két kapcsolódó változó elemzésekor pontos ismerete van ezek közül az egyikről, akkor a másik változó értékével kapcsolatos bizonytalanság növekszik.
- Az elektron vagy más szubatomi részecske impulzusát és helyzetét nem lehet egyszerre mérni.
- A két változó közötti kapcsolatot egyenlőtlenség adja. Heisenberg szerint a lineáris lendület és a részecske helyzetének szorzata mindig nagyobb, mint a Plank-állandó (6,62606957 (29) × 10 -34 Jules x másodperc) és a 4π hányadosa, ahogy az részletesebb a következő matematikai kifejezésben:
A kifejezésnek megfelelő legenda a következő:
∆p: a lineáris nyomaték meghatározhatatlansága.
∆x: a pozíció meghatározhatatlansága.
h: Plank állandója.
π: pi szám 3.14.
- Tekintettel a fentiekre, a bizonytalanságok szorzata alsó határa a h / 4π hányados, amely állandó érték. Ezért, ha az egyik magnitúdó nulla, a másiknak ugyanabban az arányban kell növekednie.
- Ez a kapcsolat érvényes minden konjugált kanonikus mennyiségre. Például: Heisenberg bizonytalanság elve tökéletesen alkalmazható az energia-idő párra, az alábbiak szerint:
Ebben a kifejezésben:
∆E: az energia meghatározhatatlansága.
:T: az idő meghatározása.
h: Plank állandója.
π: pi szám 3.14.
- Ebből a modellből arra lehet következtetni, hogy a konjugált kanonikus változókban az abszolút ok-okozati determinizmus lehetetlen, mivel ennek a kapcsolatnak a megállapításához ismeretekkel kell rendelkezni a tanulmányi változók kezdeti értékeiről.
- Következésképpen Heisenberg modellje valószínűségi megfogalmazásokon alapul, a véletlenszerűség miatt, amely a változók között szubatomi szinteken létezik.
Kísérleti tesztek
Heisenberg bizonytalansági elve a 21. század első három évtizedében zajló kísérleti tesztek egyetlen lehetséges magyarázata.
Mielőtt Heisenberg kijelentette a bizonytalanság elvét, az abban az időben hatályos előírások azt sugallták, hogy a lineáris lendületet, a helyzetet, a szögmozgást, az időt, az energiát többek között a szubatomi részecskékre vonatkozóan operatívan határozzák meg.
Ez azt jelentette, hogy úgy kezeltek, mintha klasszikus fizika lennének; vagyis egy kezdeti értéket megmértek, és a végső értéket az előre meghatározott eljárás szerint becsülték meg.
Ez azt jelentette, hogy meghatározták a referenciarendszert a mérésekhez, a mérőműszert és az eszköz használatának módját, a tudományos módszerrel összhangban.
Ennek megfelelően a szubatomi részecskék által leírt változóknak determinisztikus módon kellett viselkedniük. Vagyis viselkedését pontosan és pontosan meg kellett jósolni.
Mindazonáltal minden alkalommal, amikor ilyen jellegű tesztet végeztek, lehetetlen volt megszerezni az elméletileg becsült értéket a mérés során.
A méréseket a kísérlet természetes feltételei miatt torzítottuk, és a kapott eredmény nem volt hasznos az atomelmélet gazdagítására.
Példa
Például: ha kérdés az elektron sebességének és helyzetének mérése, akkor a kísérlet felépítésének fontolóra kell vennie egy fény foton ütközését az elektronnal.
Ez az ütközés indukálja az elektron sebességének és belső helyzetének változását, amellyel a mérési objektumot megváltoztatják a kísérleti feltételek.
Ezért a kutató ösztönzi az elkerülhetetlen kísérleti hiba előfordulását, annak ellenére, hogy a használt eszközök pontossága és pontossága megtörtént.
Kvantummechanika, a klasszikus mechanika kivételével
A fentieken túl a Heisenberg határozatlanság elve kimondja, hogy a kvantummechanika definíció szerint eltérően működik, mint a klasszikus mechanika.
Következésképpen feltételezzük, hogy a szubatomi szintű mérések pontos ismereteit korlátozza a klasszikus és a kvantummechanikát elválasztó finom vonal.
korlátozások
Annak ellenére, hogy megmagyarázza a szubatomi részecskék meghatározhatatlanságát és megállapítja a különbségeket a klasszikus és a kvantummechanika között, Heisenberg atommodellje nem hoz létre egyetlen egyenletet az ilyen típusú jelenségek véletlenszerűségének magyarázatára.
Ezenkívül az a tény, hogy a kapcsolat egy egyenlőtlenség révén jön létre, azt jelenti, hogy a két konjugált kanonikus változó szorzatának lehetőségei meghatározhatatlanok. Következésképpen a szubatómiai folyamatokban rejlő bizonytalanság jelentős.
Érdekes cikkek
Schrödinger atommodellje.
De Broglie atommodell.
Chadwick atommodellje.
Perrin atommodellje.
Thomson atommodellje.
Dalton atommodellje.
Dirac Jordan atommodell.
A Democritus atommodellje.
Bohr atommodellje.
Sommerfeld atommodell.
Irodalom
- Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Helyreállítva: britannica.com
- A Heisenbergi bizonytalanság elve (második). Helyreállítva: hiru.eus
- García, J. (2012). Heisenberg bizonytalanság elve. Helyreállítva: hiberus.com
- Atomi modellek (sf). Mexikói Nemzeti Autonóm Egyetem. Mexico DF, Mexikó. Helyreállítva: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
- Werner Heisenberg (második). Helyreállítva a következőből: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Plank állandó. Helyreállítva: es.wikipedia.org
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Heisenberg határozatlanságának viszonya. Helyreállítva: es.wikipedia.org