Wat is het onzekerheidsprincipe van Heisenberg? Hoe schendt een Bohr-atoom het onzekerheidsbeginsel?

Wat is het onzekerheidsprincipe van Heisenberg? Hoe schendt een Bohr-atoom het onzekerheidsbeginsel?
Anonim

Antwoord:

In principe vertelt Heisenberg ons dat je niet tegelijkertijd met absolute zekerheid zowel de positie als het momentum van een deeltje kunt weten.

Uitleg:

Dit principe is vrij moeilijk te begrijpen in macroscopische termen, waar je bijvoorbeeld een auto kunt zien en de snelheid ervan kunt bepalen.

In termen van een microscopisch deeltje is het probleem dat het onderscheid tussen deeltje en golf vrij wazig wordt!

Beschouw één van deze entiteiten: een foton van licht dat door een spleet passeert.

Normaal gesproken krijg je een diffractiepatroon, maar als je een enkel foton overweegt …. heb je een probleem;

Als u de breedte van de spleet verkleint, neemt het diffractiepatroon de complexiteit toe en wordt een reeks maxima gecreëerd. In dit geval kun je één foton "selecteren" en dus zijn positie (precies bij de spleet) waardoor de spleet erg smal MAAR is, maar wat zal zijn momentum zijn? Het zal zelfs 2 componenten bevatten (gong in "diagonaal") !!!!

Als je de spleet heel groot maakt, landen alle fotonen in het midden met dezelfde snelheid en dus hetzelfde momentum MAAR nu wat is dat ???

Bohr's model schendt waarschijnlijk het principe, omdat je daarmee tegelijkertijd het elektron (op een bepaalde radiale afstand) kunt lokaliseren en de snelheid ervan kunt bepalen (van quantisatie van impulsmoment # L = mrv = nh / (2pi) # en de tweede wet van Newton met behulp van Coulomb's Force gelijk aan massatijden centripetale versnelling).

Ik hoop dat het niet te verwarrend is!

Antwoord:

Het onzekerheidsprincipe van Heisenberg stelt dat je positie of momentum niet exact kunt kennen, waarop Bohr's model van het atoom gebaseerd is.

Uitleg:

Het onzekerheidsprincipe van Heisenberg zegt dat je bepaalde eigenschappen niet precies kunt kennen, zoals energie, tijd, positie of momentum, op het kwantumniveau.

Dit is raar, omdat de klassieke natuurkunde (de wetten van Newton, enzovoort) is opgebouwd uit bepaalde waarden, alles functioneert normaal. In de kwantumfysica is dit niet het geval.

Wanneer je een niveau bereikt dat klein genoeg is - elektronen, fotonen, quarks - stoppen dingen als deeltjes en golfballen, maar werken ze in plaats daarvan iets meer als golven. Deze quantum dots zijn niet op een bepaalde plaats, zoals een golfbal, maar hebben een waarschijnlijkheidsdichtheid, wat betekent dat ze dat wel zijn waarschijnlijk hier, maar kan ergens anders zijn - we kunnen het niet precies weten.

Bohr's model van het atoom is allemaal opgebouwd uit dingen die fungeren als golfballen. Het heeft een kern heel precies in het centrum en elektronen in mooie, nette orbitalen aan de buitenkant, perfecte cirkels met elektronen die als planeten rondbewegen.

De onzekerheid van Heisenberg introduceert een geheel ander concept voor ons. In plaats van in een cirkelvormige baan te zijn, worden elektronen in fuzzy gebieden van waarschijnlijkheid rond de kern, genaamd orbitalen. Orbitalen kunnen ook cirkelvormig zijn, maar sommige hebben de vorm van ringen of zandloper en zijn georiënteerd langs verschillende assen - niets zoals de schelpen van Bohr.