- vlastnosti
- Experimentální testy
- Příklad
- Kvantová mechanika jiná než klasická mechanika
- Omezení
- Články zájmu
- Reference
Modelu atomu Heisenbergův (1927) představil princip neurčitosti v atomární obaly kolem atomové jádro. Přední německý fyzik položil základy kvantové mechaniky, aby odhadl chování subatomových částic, které tvoří atom.
Werner Heisenbergův princip nejistoty naznačuje, že ani polohu, ani lineární hybnost elektronu nelze s jistotou znát. Stejný princip platí pro proměnné čas a energii; to znamená, že pokud máme ponětí o poloze elektronu, nebudeme znát lineární hybnost elektronu a naopak.
Werner Heisenberg
Stručně řečeno, není možné současně předpovídat hodnotu obou proměnných. Z výše uvedeného nevyplývá, že žádná z výše uvedených veličin nemůže být přesně známa. Pokud je samostatně, neexistuje žádná překážka pro získání úrokové hodnoty.
K nejistotě však dochází, pokud jde o současné poznání dvou konjugovaných veličin, jako je poloha a hybnost, a čas spolu s energií.
Tento princip vychází z přísně teoretického zdůvodnění, jako jediné proveditelné vysvětlení, které dává důvod vědeckým pozorováním.
vlastnosti
V březnu 1927 Heisenberg publikoval svou práci o percepčním obsahu kinematiky a kvantové teoretické mechaniky, kde podrobně popsal princip nejistoty nebo neurčitosti.
Tento princip, základní v atomovém modelu navrženém Heisenbergem, je charakterizován následujícím:
- Princip nejistoty vzniká jako vysvětlení, které doplňuje nové atomové teorie o chování elektronů. Navzdory použití měřicích přístrojů s vysokou přesností a citlivostí je neurčitost stále přítomna v každém experimentálním testu.
- Vzhledem k principu nejistoty, pokud analyzujete dvě související proměnné, máte-li přesnou znalost jedné z těchto proměnných, pak se bude zvyšovat nejistota ohledně hodnoty druhé proměnné.
- Moment a polohu elektronu nebo jiné subatomické částice nelze měřit současně.
- Vztah mezi oběma proměnnými je dán nerovností. Podle Heisenberga je součin variací lineárního hybnosti a polohy částice vždy větší než kvocient mezi Plankovou konstantou (6,662606957 (29) × 10 -34 Jules x sekund) a 4π, jak je podrobně uvedeno v následujícím matematickém výrazu:
Legenda odpovídající tomuto výrazu je následující:
∆p: neurčitost lineárního momentu.
∆x: neurčitost pozice.
h: Plankova konstanta.
π: pi číslo 3.14.
- S ohledem na výše uvedené má součin nejistot jako dolní mez poměr h / 4π, což je konstantní hodnota. Pokud tedy má jedna z veličin tendenci k nule, musí se druhá zvýšit ve stejném poměru.
- Tento vztah platí pro všechny páry sdružených kanonických veličin. Například: Heisenbergův princip nejistoty je dokonale použitelný pro dvojici energie a času, jak je podrobně uvedeno níže:
V tomto výrazu:
∆E: neurčitost energie.
∆t: neurčitost času.
h: Plankova konstanta.
π: pi číslo 3.14.
- Z tohoto modelu vyplývá, že absolutní kauzální determinismus v konjugovaných kanonických proměnných je nemožný, protože k vytvoření tohoto vztahu je třeba mít znalosti o počátečních hodnotách studijních proměnných.
- Heisenbergův model je proto založen na pravděpodobnostních formulacích, kvůli náhodnosti, která existuje mezi proměnnými na subatomární úrovni.
Experimentální testy
Heisenbergův princip nejistoty se objevuje jako jediné možné vysvětlení experimentálních testů, které se uskutečnily během prvních tří desetiletí 21. století.
Než Heisenberg uvedl zásadu nejistoty, platná pravidla tehdy naznačovala, že proměnné lineární hybnost, poloha, hybnost hybnosti, čas, energie, mimo jiné, pro subatomické částice byly operačně definovány.
To znamenalo, že s nimi bylo zacházeno jako s klasickou fyzikou; to znamená, že byla změřena počáteční hodnota a konečná hodnota byla odhadnuta podle předem stanoveného postupu.
To znamenalo definování referenčního systému pro měření, měřicí přístroj a způsob použití uvedeného přístroje v souladu s vědeckou metodou.
V souladu s tím se proměnné popsané subatomickými částicemi musely chovat deterministicky. To znamená, že jeho chování muselo být přesně a přesně předpovězeno.
Avšak pokaždé, když byl proveden test této povahy, nebylo možné získat při měření teoreticky odhadovanou hodnotu.
Měření byla zkreslena v důsledku přírodních podmínek experimentu a získaný výsledek nebyl užitečný pro obohacení atomové teorie.
Příklad
Například: pokud se jedná o měření rychlosti a polohy elektronu, musí uspořádání experimentu uvažovat o kolizi fotonu světla s elektronem.
Tato srážka vyvolává změnu rychlosti a vnitřní polohy elektronu, s níž je předmět měření změněn experimentálními podmínkami.
Výzkumník proto podporuje výskyt nevyhnutelné experimentální chyby navzdory přesnosti a přesnosti použitých nástrojů.
Kvantová mechanika jiná než klasická mechanika
Kromě výše uvedeného Heisenbergův princip neurčitosti uvádí, že kvantová mechanika podle definice funguje odlišně od klasické mechaniky.
V důsledku toho se předpokládá, že přesná znalost měření na subatomické úrovni je omezena jemnou čarou, která odděluje klasickou a kvantovou mechaniku.
Omezení
Přes vysvětlení neurčitosti subatomických částic a stanovení rozdílů mezi klasickou a kvantovou mechanikou, Heisenbergův atomový model nevytváří jedinou rovnici, která by vysvětlovala náhodnost tohoto typu jevů.
Skutečnost, že vztah je založen na nerovnosti, dále znamená, že rozsah možností pro produkt dvou konjugovaných kanonických proměnných je neurčitý. V důsledku toho je nejistota spojená se subatomickými procesy značná.
Články zájmu
Schrödingerův atomový model.
Atomový model De Broglie.
Chadwickův atomový model.
Perrinův atomový model.
Thomsonův atomový model.
Daltonův atomový model.
Atomový model Dirac Jordan.
Atomový model Demokrita.
Bohrův atomový model.
Sommerfeldský atomový model.
Reference
- Beyler, R. (1998). Werner Heisenberg. Encyclopædia Britannica, Inc. Obnoveno z: britannica.com
- Heisenbergův princip nejistoty (nd). Získáno z: hiru.eus
- García, J. (2012). Heisenbergův princip nejistoty. Obnoveno z: hiberus.com
- Atomové modely (sf). Národní autonomní univerzita v Mexiku. Mexico DF, Mexico. Obnoveno z: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
- Werner Heisenberg (nd).
- Wikipedia, The Encyclopedia Free (2018). Plankova konstanta. Obnoveno z: es.wikipedia.org
- Wikipedia, The Encyclopedia Free (2018). Heisenbergův neurčitý vztah. Obnoveno z: es.wikipedia.org