Nguyên lý bất định Heisenberg là gì? Làm thế nào để một nguyên tử Bohr vi phạm nguyên tắc bất định?

Nguyên lý bất định Heisenberg là gì? Làm thế nào để một nguyên tử Bohr vi phạm nguyên tắc bất định?
Anonim

Câu trả lời:

Về cơ bản Heisenberg nói với chúng ta rằng bạn không thể biết một cách chắc chắn tuyệt đối đồng thời cả vị trí và động lượng của hạt.

Giải trình:

Nguyên tắc này khá khó hiểu theo thuật ngữ vĩ mô nơi bạn có thể nhìn thấy, nói, một chiếc xe hơi và xác định vận tốc của nó.

Xét về một hạt vi mô, vấn đề là sự phân biệt giữa hạt và sóng trở nên khá mờ!

Hãy xem xét một trong những thực thể này: một photon ánh sáng truyền qua một khe.

Thông thường bạn sẽ nhận được một mẫu nhiễu xạ nhưng nếu bạn xem xét một photon duy nhất …. bạn có vấn đề;

Nếu bạn giảm chiều rộng của khe, mô hình nhiễu xạ sẽ tăng độ phức tạp của nó tạo ra một loạt cực đại. Trong trường hợp này, bạn có thể "chọn" một photon và do đó vị trí của nó (tại khe chính xác) làm cho khe rất hẹp NHƯNG thì động lượng của nó sẽ là gì? Nó thậm chí sẽ có 2 thành phần (chiêng trong "đường chéo") !!!!

Nếu bạn tạo ra khe rất lớn, tất cả các photon sẽ hạ cánh ở tâm với cùng vận tốc và cùng một động lượng NHƯNG bây giờ là cái gì ???

Mô hình của Bohr có thể vi phạm nguyên tắc vì với nó, bạn có thể đồng thời định vị electron (ở một khoảng cách xuyên tâm nhất định) và xác định vận tốc của nó (từ lượng tử của động lượng góc # L = mrv = nh / (2pi) # và định luật thứ hai của Newton sử dụng Lực lượng của Coulomb bằng với khối lượng gia tốc hướng tâm).

Hy vọng nó không quá khó hiểu!

Câu trả lời:

Nguyên lý bất định của Heisenberg nói rằng bạn không thể biết chính xác vị trí hoặc động lượng, đó là mô hình nguyên tử của Bohr dựa trên điều gì.

Giải trình:

Nguyên lý bất định của Heisenberg nói rằng bạn không thể biết chính xác một số tính chất, chẳng hạn như năng lượng, thời gian, vị trí hoặc động lượng, ở mức lượng tử.

Điều này thật kỳ lạ, bởi vì vật lý cổ điển (định luật Newton và vân vân) được xây dựng từ những giá trị xác định, mọi thứ hoạt động bình thường. Trong vật lý lượng tử, điều này không phải như vậy.

Khi bạn đạt đến một mức đủ nhỏ - electron, photon, quark - mọi thứ sẽ ngừng hoạt động như các hạt và quả bóng golf, mà thay vào đó hoạt động giống như sóng hơn một chút. Những chấm lượng tử không ở một nơi cụ thể, giống như một quả bóng golf, nhưng có mật độ xác suất, có nghĩa là chúng có lẽ ở đây, nhưng có thể ở một nơi khác - chúng ta không thể biết chính xác.

Mô hình nguyên tử của Bohr hoàn toàn được tạo ra từ những thứ hoạt động như những quả bóng golf. Nó có một hạt nhân rất chính xác ở trung tâm và các electron trong các quỹ đạo đẹp, gọn gàng xung quanh bên ngoài, các vòng tròn hoàn hảo với các electron di chuyển xung quanh như các hành tinh.

Sự không chắc chắn của Heisenberg giới thiệu cho chúng ta một khái niệm hoàn toàn khác. Thay vì ở trong quỹ đạo tròn, các electron nằm trong vùng xác suất mờ xung quanh hạt nhân, được gọi là quỹ đạo. Các quỹ đạo cũng có thể là hình tròn, nhưng một số trong số chúng có hình dạng như nhẫn hoặc kính giờ và được định hướng dọc theo các trục khác nhau - không có gì giống như vỏ của Bohr.