Ποια είναι η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg; Πώς ένα άτομο Bohr παραβιάζει την αρχή της αβεβαιότητας;

Ποια είναι η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg; Πώς ένα άτομο Bohr παραβιάζει την αρχή της αβεβαιότητας;
Anonim

Απάντηση:

Βασικά ο Χάιζενμπεργκ λέει ότι δεν μπορείτε να γνωρίζετε με απόλυτη βεβαιότητα ταυτόχρονα τόσο τη θέση όσο και την ορμή ενός σωματιδίου.

Εξήγηση:

Αυτή η αρχή είναι πολύ δύσκολο να κατανοηθεί σε μακροσκοπικούς όρους όπου μπορείτε να δείτε, ας πούμε, ένα αυτοκίνητο και να καθορίσετε την ταχύτητά του.

Όσον αφορά ένα μικροσκοπικό σωματίδιο το πρόβλημα είναι ότι η διάκριση μεταξύ σωματιδίου και κύματος γίνεται αρκετά ασαφής!

Εξετάστε μία από αυτές τις οντότητες: ένα φωτόνιο φωτός που διέρχεται από μια σχισμή.

Κανονικά θα έχετε ένα περίγραμμα περίθλασης, αλλά εάν εξετάσετε ένα μόνο φωτόνιο … έχετε κάποιο πρόβλημα.

Αν μειώσετε το πλάτος της σχισμής, το περίγραμμα περίθλασης αυξάνει την πολυπλοκότητά του δημιουργώντας μια σειρά μεγίστων. Σε αυτή την περίπτωση μπορείτε να "επιλέξετε" ένα φωτόνιο και έτσι η θέση του (στην σχισμή ακριβώς) κάνοντας τη σχισμή πολύ στενή αλλά τότε ποια θα είναι η ορμή του; Θα έχει ακόμη και 2 εξαρτήματα (γκονγκ σε "διαγώνιο") !!!!

Εάν κάνετε την σχισμή πολύ μεγάλη, όλα τα φωτόνια θα προσγειωθούν στο κέντρο με την ίδια ταχύτητα και έτσι την ίδια ταχύτητα ΑΛΛΑ τώρα που είναι ποια ???

Το μοντέλο του Bohr πιθανώς παραβιάζει την αρχή επειδή με αυτό μπορείτε ταυτόχρονα να εντοπίσετε το ηλεκτρόνιο (σε κάποια ακτινική απόσταση) και να καθορίσετε την ταχύτητά του (από την κβαντοποίηση της γωνιακής ορμής # L = mrv = nh / (2pi) # και ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα με τη χρήση της δύναμης Coulomb ίση με τη μαζική περίοδο της κεντρομόλου επιτάχυνσης).

Ελπίζω ότι δεν είναι πολύ σύγχυση!

Απάντηση:

Η αρχή αβεβαιότητας του Heisenberg δηλώνει ότι δεν μπορείτε να γνωρίζετε ακριβώς τη θέση ή την ορμή, το οποίο βασίζεται στο μοντέλο του ατόμου του Bohr.

Εξήγηση:

Η αρχή αβεβαιότητας του Heisenberg λέει ότι δεν μπορείτε να γνωρίζετε ακριβώς μερικές ιδιότητες, όπως η ενέργεια, ο χρόνος, η θέση ή η ορμή, σε κβαντικό επίπεδο.

Αυτό είναι περίεργο, επειδή η κλασική φυσική (οι νόμοι του Νεύτωνα και ούτω καθεξής) είναι χτισμένη από καθορισμένες αξίες, όλα ενεργούν κανονικά. Στην κβαντική φυσική, αυτό δεν συμβαίνει.

Όταν φτάσετε σε ένα αρκετά μικρό επίπεδο - τα ηλεκτρόνια, τα φωτόνια, τα κουάρκς - τα πράγματα σταματούν να ενεργούν σαν σωματίδια και μπάλες του γκολφ, αλλά αντιθέτως ενεργούν λίγο περισσότερο σαν κύματα. Αυτά τα κβαντικές κουκίδες δεν είναι σε μια συγκεκριμένη θέση, όπως μια μπάλα γκολφ, αλλά έχουν μια πιθανότητα πυκνότητα, που σημαίνει ότι είναι πιθανώς εδώ, αλλά θα μπορούσε να είναι κάπου αλλού - δεν μπορούμε να ξέρουμε ακριβώς.

Το μοντέλο του ατόμου του Bohr είναι όλα κατασκευασμένα από πράγματα που ενεργούν σαν μπάλες του γκολφ. Έχει έναν πυρήνα πολύ ακριβή στο κέντρο, και τα ηλεκτρόνια σε ωραίες, προσεγμένες τροχιές γύρω από το εξωτερικό, τέλειους κύκλους με ηλεκτρόνια που κινούνται γύρω από τους πλανήτες.

Η αβεβαιότητα του Heisenberg μας παρουσιάζει μια διαφορετική ιδέα εξ ολοκλήρου. Αντί να βρίσκονται σε κυκλική τροχιά, τα ηλεκτρόνια βρίσκονται σε ασαφείς περιοχές πιθανότητας γύρω από τον πυρήνα, που ονομάζονται τροχιακά. Τα τροχιακά μπορούν επίσης να είναι κυκλικά, αλλά μερικά από αυτά έχουν σχήμα δακτυλίων ή ωρολογίων και προσανατολίζονται κατά μήκος διαφορετικών αξόνων - τίποτα όπως τα κελύφη του Bohr.