מהו עקרון אי-הוודאות של הייזנברג? כיצד מפרק אטום בוהר את עקרון אי-הוודאות?

מהו עקרון אי-הוודאות של הייזנברג? כיצד מפרק אטום בוהר את עקרון אי-הוודאות?
Anonim

תשובה:

בעיקרון הייזנברג אומר לנו שאי אפשר לדעת בוודאות מוחלטת בו זמנית הן את המיקום והן את המומנטום של חלקיק.

הסבר:

עיקרון זה הוא די קשה להבין במונחים macroscopic שבו אתה יכול לראות, למשל, מכונית ולקבוע את מהירותו.

במונחים של חלקיק מיקרוסקופי הבעיה היא כי ההבחנה בין החלקיקים לבין גל הופך מטושטשת למדי!

חשבו על אחד מהישויות האלה: פוטון של אור עובר דרך חריץ.

בדרך כלל תקבל דפוס עקיפה אבל אם אתה מחשיב פוטון אחד …. יש לך בעיה;

אם אתה מקטין את רוחב החריץ דפוס העקיפה מגביר המורכבות שלה יוצר סדרה של מקסימום. במקרה זה אתה יכול "לבחור" פוטון אחד ולכן המיקום שלה (על החריץ בדיוק) מה שהופך את החריץ צר מאוד אבל מה יהיה המומנטום שלה? זה יהיה אפילו 2 מרכיבים (גונג ב "אלכסוני") !!!!

אם אתה עושה את החריץ גדול מאוד כל הפוטונים ינחתו במרכז עם מהירות זהה ותנופה אותו אבל עכשיו איזה מהם ???

המודל של בוהר כנראה מפר את העיקרון כי עם זה אתה יכול למקם בו זמנית את האלקטרון (במרחק רדיאלי מסוים) ולקבוע את מהירותו (מתוך כימות של המומנטום הזוויתי # L = mrv = nh / (2pi) # ואת החוק השני של ניוטון באמצעות כוח של קולומב שווה להמונים פעמים האצה centrifetal).

מקווה שזה לא מבלבל מדי!

תשובה:

עקרון אי-הוודאות של הייזנברג קובע שאינך יכול לדעת בדיוק את המיקום או המומנטום, וזה מה שהמודל של אטום בוור מבוסס עליו.

הסבר:

עקרון אי הוודאות של הייזנברג אומר שאי אפשר לדעת כמה מאפיינים בדיוק, כגון אנרגיה, זמן, תנוחה או תנופה, ברמה הקוונטית.

זה מוזר, כי הפיזיקה הקלאסית (חוקים של ניוטון וכן הלאה) נבנית מתוך ערכים מוגדרים, הכל מתנהג כרגיל. בפיזיקה קוונטית, זה לא כך.

כאשר אתה מגיע לרמה קטנה מספיק - אלקטרונים, פוטונים, קווארקים - דברים מפסיקים להתנהג כמו חלקיקים וכדורי גולף, אבל במקום זה מתנהגים קצת יותר כמו גלים. אלה נקודות קוונטיות לא נמצאים במקום מסוים, כמו כדור גולף, אבל יש להם צפיפות הסתברות, כלומר הם כנראה כאן, אבל יכול להיות במקום אחר - אנחנו לא יכולים לדעת בדיוק.

המודל של בוהר של האטום הוא בנוי מכל הדברים מתנהג כמו כדורי גולף. יש לה גרעין בדיוק במרכז, ואלקטרונים במסלולים נאים ומסודרים מסביב, מעגלים מושלמים עם אלקטרונים נעים כמו כוכבי לכת.

חוסר הוודאות של הייזנברג מציג בפנינו תפיסה אחרת לגמרי. במקום להיות במסלול מעגלי, האלקטרונים נמצאים באזורים מטושטשים של הסתברות סביב הגרעין, הנקרא אורביטלים. גם אורביטלים יכולים להיות מעגליים, אבל חלק מהם מעוצבים כמו טבעות או משקפיים, ומכוונים לאורך צירים שונים - לא כמו הקונכייה של בוהר.