원자 모델 하이젠 베르크 (1927) 원자핵 주변의 전자 궤도의 불확실성 원리를 도입 하였다. 저명한 독일 물리학자는 원자를 구성하는 아 원자 입자의 거동을 추정하기 위해 양자 역학의 토대를 마련했습니다.
Werner Heisenberg의 불확실성 원리는 전자의 위치 나 선형 운동량을 확실하게 알 수 없음을 나타냅니다. 시간과 에너지 변수에도 동일한 원리가 적용됩니다. 즉, 전자의 위치에 대한 단서가 있으면 전자의 선형 운동량을 알 수 없으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
베르너 하이젠 베르크
요컨대 두 변수의 값을 동시에 예측하는 것은 불가능합니다. 전술 한 내용은 전술 한 크기 중 어느 것도 정확하게 알 수 없다는 것을 의미하지 않습니다. 별도로있는 한이자 가치를 얻는 데 방해가되지 않습니다.
그러나 위치와 운동량과 같은 두 켤레 양, 에너지와 함께 시간을 동시에 아는 경우 불확실성이 발생합니다.
이 원리는 과학적 관찰에 대한 이유를 제공하는 유일한 실행 가능한 설명 인 엄격한 이론적 추론으로 인해 발생합니다.
형질
1927 년 3 월 Heisenberg는 운동학 및 양자 이론 역학의 지각 내용에 관한 그의 저작을 출간하여 불확실성 또는 불확정성의 원리를 자세히 설명했습니다.
하이젠 베르크가 제안한 원자 모델의 기본 원리 인이 원리는 다음과 같은 특징이 있습니다.
-불확실성 원리는 전자의 거동에 대한 새로운 원자 이론을 보완하는 설명으로 발생합니다. 높은 정밀도와 감도를 가진 측정 장비를 사용 함에도 불구하고 모든 실험 테스트에서 불확실성이 여전히 존재합니다.
-불확실성 원리로 인해 두 개의 관련 변수를 분석 할 때 이들 중 하나에 대한 정확한 지식이 있으면 다른 변수의 값에 대한 불확실성이 증가합니다.
-전자 또는 기타 아 원자 입자의 운동량과 위치를 동시에 측정 할 수 없습니다.
-두 변수의 관계는 부등식으로 주어집니다. Heisenberg에 따르면, 선형 운동량과 입자의 위치 변화의 곱은 항상 Plank 상수 (6.62606957 (29) × 10 -34 Jules x 초)와 4π 사이의 몫보다 큽니다. 다음 수학 식에서 :
이 표현식에 해당하는 범례는 다음과 같습니다.
∆p : 선형 모멘트의 불확정성.
∆x : 위치의 불확실성.
h : 플랭크 상수.
π : 파이 번호 3.14.
-위의 관점에서 불확도의 곱은 하한값으로 상수 값 인 h / 4π 비율을 갖는다. 따라서 크기 중 하나가 0이되는 경향이있는 경우 다른 하나는 동일한 비율로 증가해야합니다.
-이 관계는 켤레 표준 수량의 모든 쌍에 유효합니다. 예 : Heisenberg의 불확실성 원리는 아래에 자세히 설명 된 것처럼 에너지-시간 쌍에 완벽하게 적용됩니다.
이 표현에서 :
∆E : 에너지의 불확정성.
∆t : 시간의 불확정성.
h : 플랭크 상수.
π : 파이 번호 3.14.
-이 모델에서 켤레 표준 변수의 절대 인과 결정론은 불가능하다는 것을 알 수 있습니다.이 관계를 설정하려면 연구 변수의 초기 값에 대한 지식이 있어야하기 때문입니다.
-결과적으로 Heisenberg의 모델은 아 원자 수준에서 변수 사이에 존재하는 무작위성으로 인해 확률 적 공식을 기반으로합니다.
실험적 테스트
하이젠 베르크의 불확실성 원리는 21 세기의 처음 30 년 동안 발생한 실험 테스트에 대한 유일한 설명으로 등장합니다.
하이젠 베르크가 불확실성 원리를 언급하기 전에 그 당시 시행 된 계율은 아 원자 입자에 대한 변수 선형 운동량, 위치, 각운동량, 시간, 에너지 등이 작동 적으로 정의되었음을 제안했습니다.
이것은 그들이 고전 물리학 인 것처럼 취급되었다는 것을 의미했습니다. 즉, 초기 값을 측정하고 미리 설정된 절차에 따라 최종 값을 추정했습니다.
이것은 과학적 방법에 따라 측정을위한 기준 시스템, 측정 기기 및 상기 기기를 사용하는 방법을 정의 함을 의미합니다.
따라서 아 원자 입자가 설명하는 변수는 결정 론적 방식으로 행동해야했습니다. 즉, 그 행동을 정확하고 정확하게 예측해야했습니다.
그러나 이러한 성질의 테스트가 수행 될 때마다 측정에서 이론적으로 추정 된 값을 얻는 것은 불가능했습니다.
실험의 자연적인 조건으로 인해 측정 값이 왜곡되어 얻은 결과는 원자 이론을 풍부하게하는 데 유용하지 않았습니다.
예
예를 들어, 전자의 속도와 위치를 측정하려면 실험 설정에서 빛의 광자와 전자의 충돌을 고려해야합니다.
이 충돌은 전자의 속도 및 고유 위치의 변화를 유발하며, 측정 대상은 실험 조건에 따라 변경됩니다.
따라서 연구자는 사용 된 기기의 정확성과 정밀도에도 불구하고 피할 수없는 실험 오류의 발생을 장려합니다.
고전 역학 이외의 양자 역학
위의 것 외에도 하이젠 베르크 불확정 원리는 정의에 따라 양자 역학이 고전 역학과 다르게 작동한다고 말합니다.
결과적으로 아 원자 수준에서 측정에 대한 정확한 지식은 고전 역학과 양자 역학을 구분하는 미세한 선에 의해 제한된다고 가정합니다.
한계
아 원자 입자의 불확정성을 설명하고 고전 역학과 양자 역학의 차이를 설정 했음에도 불구하고 하이젠 베르크의 원자 모델은 이러한 유형의 현상의 무작위성을 설명하는 단일 방정식을 설정하지 않습니다.
또한, 관계가 부등식을 통해 설정된다는 사실은 두 켤레 표준 변수의 곱에 대한 가능성의 범위가 불확실하다는 것을 의미합니다. 결과적으로 아 원자 과정에 내재 된 불확실성이 중요합니다.
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참고 문헌
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- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). 플랭크는 일정합니다. 출처 : es.wikipedia.org
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