Wetenschappelijke modellen zijn objecten of concepten die zijn geconstrueerd om fenomenen te verklaren die technisch misschien niet waarneembaar zijn.
Zelfs in hogere niveaus van chemie zijn modellen zeer nuttig en worden vaak geconstrueerd om chemische eigenschappen te schatten. Een voorbeeld hieronder illustreert het gebruik van modellen om een bekende hoeveelheid te schatten.
Stel dat we willen modelleren benzine,
De echte waarde is
MODEL 1: DEELTJES OP EEN RING
De Deeltjes op een ring model is handig voor het beschrijven van de
De energie niveau zijn:
#E_k = (ℏ ^ 2k ^ 2) / (2I) # ,# "" k = 0, pm1, pm2,… # waar:
#I = m_eR ^ 2 # is het traagheidsmoment voor het deeltje als een puntmassa met een constante radiale afstand# R # weg van#O# .#k = sqrt ((2IE) / ℏ ^ 2) # is het kwantumnummer voor dit systeem.# ℏ = (6.626 xx 10 ^ (- 34) "J" cdot "s") / (2pi) # is de verminderde constante van Planck.#m_e = 9.109 xx 10 ^ (- 31) "kg" # is de massa als een elektron het deeltje is.#c = 2.998 xx 10 ^ 8 "m / s" # , de snelheid van het licht zal nodig zijn.
De sterkste elektronische overgang komt overeen met
Als we deze kennis gebruiken, kunnen we het schatten golflengte waargenomen voor de sterkste elektronische overgang. Het is experimenteel bekend dat
De energiekloof is:
#DeltaE_ (1-> 2) = ℏ ^ 2 / (2I) (2 ^ 2 - 1 ^ 2) #
Van de relatie dat
#kleur (blauw) (lambda) = (hc) / (DeltaE) ~~ (hc) / (DeltaE_k) = (hc cdot 2m_eR ^ 2) / (ℏ ^ 2 (2 ^ 2 - 1 ^ 2)) #
# = (4pi ^ 2 cdot hc cdot 2m_eR ^ 2) / (3h ^ 2) #
# = (8pi ^ 2 cm_eR ^ 2) / (3h) #
# = (8pi ^ 2 cdot 2.998 xx 10 ^ 8 "m / s" cdot 9.109 xx 10 ^ (- 31) "kg" cdot (1.40 xx 10 ^ (- 10) "m") ^ 2) / (3 (6.626 xx 10 ^ (- 34) "J" cdot "s")) #
# = 2.13 xx 10 ^ (- 7) "m" #
#=# #color (blauw) ("213 nm") #
MODEL 2: DEELTJES IN EEN DOOS
De Deeltje in een doos model kan ook voor hetzelfde doel worden gebruikt. We kunnen benzeen in een
In twee dimensies zijn de energieniveaus:
#E_ (n_xn_y) = (h ^ 2) / (8m_e) n_x ^ 2 / L_x ^ 2 + n_y ^ 2 / L_y ^ 2 # ,#n_x = 1, 2, 3,… #
#n_y = 1, 2, 3,… #
De eerste zijn:
die overeenkomt met de manier waarop de energieniveaus precies in benzeen zijn, als we bellen
#DeltaE_ (12 -> 13) = (h ^ 2) / (8m_e) (cancel (1 ^ 2 / L_x ^ 2) + 3 ^ 2 / L_y ^ 2) - (cancel (1 ^ 2 / L_x ^ 2) + 2 ^ 2 / L_y ^ 2) #
# = (h ^ 2) / (8m_e) ((3 ^ 2 - 2 ^ 2) / L_y ^ 2) #
# = (6.626 xx 10 ^ (- 34) "J" cdot "s") ^ 2 / (8cdot9.109 xx 10 ^ (- 31) "kg") ((3 ^ 2 - 2 ^ 2) / (2.80 xx 10 ^ (- 10) "m") ^ 2) #
# = 3.84 xx 10 ^ (- 18) "J" #
En dus wordt geschat dat de golflengte:
#color (blauw) (lambda) = (hc) / (DeltaE_ (12-> 13)) = (6.626 xx 10 ^ (- 34) "J" cdot "s" cdot 2.998 xx 10 ^ 8 "m / s") / (3.84 xx 10 ^ (- 18) "J") #
# = 5.17 xx 10 ^ (- 8) "m" #
#=# #color (blauw) "51.7 nm" #
Dus zoals het blijkt, is het deeltje op een ring effectiever in een model voor benzeen.
Wat betekent wetenschappelijke notatie? + Voorbeeld
Wetenschappelijke notatie betekent dat je een cijfer schrijft als een getal vermenigvuldigd met 10 tot een macht. We kunnen bijvoorbeeld 123 schrijven als 1.23 × 10², 12.3 × 10¹ of 123 × 10 . Standaard wetenschappelijke notatie plaatst één niet-nul cijfer vóór de komma. Alle drie de bovenstaande getallen staan dus in de wetenschappelijke notatie, maar slechts 1,23 x 10 ² is in standaardnotatie. De exponent van 10 is het aantal plaatsen dat u de komma moet verplaatsen om de wetenschappelijke notatie te krijgen. Als u de plaats achter de komma naar links verplaatst, is de ex
Wat is 0.00089 in wetenschappelijke notatie? + Voorbeeld
0.89x10 ^ -3 890x10 ^ -6 0.00089 is eenvoudig 0.00089x10 ^ 0 10 ^ 0 is gelijk aan 1 Als u dit wilt wijzigen in een wetenschappelijke notatie, wordt het decimaalteken van links naar rechts verplaatst. Bijvoorbeeld, 10 ^ -6 betekent dat je de positie achter de komma zes plaatsen naar rechts verplaatst. 10 ^ -9 betekent het verplaatsen van de komma negen vakken naar rechts. Als de macht 10 ^ 12 was, doe je het tegenovergestelde en verplaats je de decimaal twaalf plaatsen naar links, waardoor je waarde groter zou worden, terwijl een negatief vermogen een kleine waarde betekent die neigt naar nul. Als u een wetenschappelijke re
Waarom zijn wetenschappelijke modellen nuttig? + Voorbeeld
Om te helpen begrijpen en voorspellen hoe dingen werken. Alle natuurwetenschappen zijn gebaseerd op modellen. Modellen worden gesuggereerd en getest door observaties. Als observaties lijken te bevestigen dat het model juist is, kan het model worden gebruikt om voorspellingen in de richting van meer gebruik te maken. Modellen van vloeistofdynamica kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om te helpen voorspellen hoe weersystemen zich zullen verplaatsen en ontwikkelen. Modellen van chemische reacties kunnen worden gebruikt om de resultaten van het gebruik van verschillende reagentia enz. Te voorspellen. Modellen van beweging van