- مميزات
- الاختبارات التجريبية
- مثال
- ميكانيكا الكم بخلاف الميكانيكا الكلاسيكية
- محددات
- مقالات ذات أهمية
- المراجع
قدم النموذج الذري Heisenberg (1927) مبدأ عدم اليقين في مدارات الإلكترون المحيطة بالنواة الذرية. وضع الفيزيائي الألماني البارز أسس ميكانيكا الكم لتقدير سلوك الجسيمات دون الذرية التي تشكل الذرة.
يشير مبدأ عدم اليقين لفيرنر هايزنبرغ إلى أنه لا يمكن معرفة الموضع ولا الزخم الخطي للإلكترون على وجه اليقين. نفس المبدأ ينطبق على متغيرات الوقت والطاقة ؛ أي ، إذا كان لدينا دليل حول موضع الإلكترون ، فلن نعرف الزخم الخطي للإلكترون ، والعكس صحيح.
فيرنر هايزنبرغ
باختصار ، ليس من الممكن التنبؤ في وقت واحد بقيمة كلا المتغيرين. ما سبق لا يعني أنه لا يمكن معرفة أي من الأحجام المذكورة أعلاه بدقة. طالما أنها منفصلة ، فلا يوجد أي عائق أمام الحصول على قيمة الفائدة.
ومع ذلك ، يحدث عدم اليقين عندما يتعلق الأمر بمعرفة كميتين متقاربتين في وقت واحد ، مثل الموضع والزخم ، والوقت مع الطاقة.
ينشأ هذا المبدأ بسبب التفكير النظري الدقيق ، باعتباره التفسير الوحيد القابل للتطبيق لإعطاء سبب للملاحظات العلمية.
مميزات
في مارس 1927 نشر هايزنبرغ عمله حول المحتوى الإدراكي للكينماتيكا والميكانيكا النظرية الكمومية ، حيث قام بتفصيل مبدأ عدم اليقين أو عدم التحديد.
يتميز هذا المبدأ ، الأساسي في النموذج الذري الذي اقترحه هايزنبرغ ، بما يلي:
- ينشأ مبدأ عدم اليقين كتفسير يكمل النظريات الذرية الجديدة حول سلوك الإلكترونات. على الرغم من استخدام أدوات قياس عالية الدقة والحساسية ، لا تزال عدم التحديد موجودة في أي اختبار تجريبي.
- بسبب مبدأ عدم اليقين ، عند تحليل متغيرين مرتبطين ، إذا كانت لديك معرفة دقيقة بأحدهما ، فإن عدم اليقين بشأن قيمة المتغير الآخر سيزداد.
- لا يمكن قياس الزخم وموضع الإلكترون أو الجسيمات دون الذرية الأخرى في نفس الوقت.
- العلاقة بين كلا المتغيرين تعطى من خلال عدم المساواة. وفقًا لهايزنبرغ ، يكون ناتج اختلافات الزخم الخطي وموضع الجسيم دائمًا أكبر من حاصل القسمة بين ثابت بلانك (6.62606957 (29) × 10 -34 جول × ثانية) و 4 ، كما هو مفصل في التعبير الرياضي التالي:
الأسطورة المقابلة لهذا التعبير هي كما يلي:
∆p: عدم تحديد اللحظة الخطية.
∆x: عدم تحديد الموقف.
ح: ثابت بلانك.
π: رقم باي 3.14.
- في ضوء ما سبق ، فإن حاصل ضرب عدم اليقين له حد أدنى من النسبة h / 4π ، وهي قيمة ثابتة. لذلك ، إذا كان أحد القدر يميل إلى الصفر ، فيجب أن يزيد الآخر بنفس النسبة.
- هذه العلاقة صالحة لجميع أزواج الكميات المترافقة المتعارف عليها. على سبيل المثال: مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ قابل للتطبيق تمامًا على زوج وقت الطاقة ، كما هو مفصل أدناه:
في هذا التعبير:
∆E: عدم تحديد الطاقة.
∆t: عدم تحديد الوقت.
ح: ثابت بلانك.
π: رقم باي 3.14.
- من هذا النموذج يمكن استنتاج أن الحتمية السببية المطلقة في المتغيرات الكنسية المترافقة أمر مستحيل ، لأنه لإنشاء هذه العلاقة يجب أن يكون لدى المرء معرفة بالقيم الأولية لمتغيرات الدراسة.
- وبالتالي ، فإن نموذج هايزنبرغ يعتمد على الصيغ الاحتمالية ، بسبب العشوائية الموجودة بين المتغيرات على المستويات دون الذرية.
الاختبارات التجريبية
يظهر مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ باعتباره التفسير الوحيد الممكن للاختبارات التجريبية التي أجريت خلال العقود الثلاثة الأولى من القرن الحادي والعشرين.
قبل إعلان هايزنبرغ عن مبدأ عدم اليقين ، اقترحت المبادئ السارية في ذلك الوقت أن المتغيرات الزخم الخطي والموضع والزخم الزاوي والوقت والطاقة ، من بين أمور أخرى ، للجسيمات دون الذرية تم تعريفها عمليًا.
هذا يعني أنهم عوملوا كما لو كانوا فيزياء كلاسيكية. أي تم قياس القيمة الأولية وتقدير القيمة النهائية وفقًا للإجراء المحدد مسبقًا.
وهذا يعني تحديد نظام مرجعي للقياسات وأداة القياس وطريقة استخدام الأداة المذكورة ، وفقًا للطريقة العلمية.
وفقًا لذلك ، يجب أن تتصرف المتغيرات التي وصفتها الجسيمات دون الذرية بطريقة حتمية. وهذا يعني أنه كان لابد من التنبؤ بسلوكها بدقة ودقة.
ومع ذلك ، في كل مرة يتم فيها إجراء اختبار من هذا النوع ، كان من المستحيل الحصول على القيمة المقدرة نظريًا في القياس.
تم تشويه القياسات بسبب الظروف الطبيعية للتجربة ، والنتيجة التي تم الحصول عليها لم تكن مفيدة لإثراء النظرية الذرية.
مثال
على سبيل المثال: إذا كان من المقرر قياس سرعة وموضع الإلكترون ، فإن إعداد التجربة يجب أن يفكر في تصادم فوتون من الضوء مع الإلكترون.
يؤدي هذا الاصطدام إلى حدوث تباين في السرعة والموضع الجوهري للإلكترون ، والذي يتم من خلاله تغيير موضوع القياس بواسطة الظروف التجريبية.
لذلك شجعت الباحثة حدوث خطأ تجريبي لا مفر منه بالرغم من دقة الأدوات المستخدمة.
ميكانيكا الكم بخلاف الميكانيكا الكلاسيكية
بالإضافة إلى ما سبق ، ينص مبدأ عدم التحديد هايزنبرغ على أن ميكانيكا الكم ، بالتعريف ، تعمل بشكل مختلف عن الميكانيكا الكلاسيكية.
وبالتالي ، من المفترض أن المعرفة الدقيقة للقياسات على المستوى دون الذري محدودة بالخط الدقيق الذي يفصل بين الميكانيكا الكلاسيكية وميكانيكا الكم.
محددات
على الرغم من شرح عدم تحديد الجسيمات دون الذرية وتحديد الاختلافات بين الميكانيكا الكلاسيكية والكمية ، فإن نموذج هايزنبرغ الذري لا يؤسس معادلة واحدة لشرح عشوائية هذا النوع من الظاهرة.
علاوة على ذلك ، فإن حقيقة أن العلاقة تنشأ من خلال عدم المساواة تعني أن نطاق الاحتمالات لمنتج اثنين من المتغيرات الكنسية المترافقة غير محدد. وبالتالي ، فإن عدم اليقين المتأصل في العمليات دون الذرية مهم.
مقالات ذات أهمية
نموذج شرودنغر الذري.
نموذج دي بروجلي الذري.
نموذج تشادويك الذري.
نموذج بيرين الذري.
نموذج طومسون الذري.
نموذج دالتون الذري.
نموذج ديراك الأردن الذري.
النموذج الذري لديموقريطس.
نموذج بوهر الذري.
نموذج سومرفيلد الذري.
المراجع
- بايلر ، ر. (1998). فيرنر هايزنبرغ. Encyclopædia Britannica، Inc. تم الاسترجاع من: britannica.com
- مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ (بدون تاريخ). تم الاسترجاع من: hiru.eus
- غارسيا ، ج. (2012). مبدأ عدم اليقين هايزنبرغ. تم الاسترجاع من: hiberus.com
- النماذج الذرية (سادس). جامعة المكسيك الوطنية المستقلة. المكسيك DF ، المكسيك. تم الاسترجاع من: asesorias.cuautitlan2.unam.mx
- Werner Heisenberg (nd). تم الاسترجاع من: the-history-of-the-atom.wikispaces.com
- ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة (2018). ثابت بلانك. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org
- ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة (2018). علاقة اللاحتمية لهايزنبرغ. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org