Ατομικό Μοντέλο Χαρακτηριστικών Schrödinger, Postulates

Το Το ατομικό μοντέλο του Schrödinger Αναπτύχθηκε από τον Erwin Schrödinger το 1926. Αυτή η πρόταση είναι γνωστή ως το κβαντικό μηχανικό μοντέλο του ατόμου και περιγράφει τη συμπεριφορά κύματος του ηλεκτρονίου.

Για το λόγο αυτό, ο εξαιρετικός αυστριακός φυσικός βασίστηκε στην υπόθεση του Broglie, ο οποίος δήλωσε ότι κάθε σωματίδιο σε κίνηση συνδέεται με ένα κύμα και μπορεί να συμπεριφέρεται ως τέτοιο.

Ο Schrödinger πρότεινε ότι η κίνηση των ηλεκτρονίων στο άτομο αντιστοιχούσε στην δυαδικότητα των κυμάτων-σωματιδίων και, κατά συνέπεια, τα ηλεκτρόνια θα μπορούσαν να κινητοποιηθούν γύρω από τον πυρήνα ως στάσιμα κύματα.

Ο Schrödinger, ο οποίος απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ το 1933 για τη συμβολή του στην ατομική θεωρία, ανέπτυξε την ομώνυμη εξίσωση για να υπολογίσει την πιθανότητα ότι ένα ηλεκτρόνιο βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη θέση.

Ευρετήριο

• 1 Χαρακτηριστικά του ατομικού μοντέλου του Schrödinger
• 2 Πείραμα
  • 2.1 Πείραμα του Young: η πρώτη επίδειξη της δυαδικότητας των κυμάτων-σωματιδίων
  • 2.2 Η εξίσωση Schrödinger
• 3 Προσωπικά
• 4 Άρθρα ενδιαφέροντος
• 5 Αναφορές

Χαρακτηριστικά του ατομικού μοντέλου Schrödinger

-Περιγράφει την κίνηση των ηλεκτρονίων ως στάσιμα κύματα.

-Τα ηλεκτρόνια κινούνται συνεχώς, δηλαδή δεν έχουν σταθερή ή καθορισμένη θέση μέσα στο άτομο.

-Αυτό το μοντέλο δεν προβλέπει τη θέση του ηλεκτρονίου ούτε περιγράφει τη διαδρομή που κάνει μέσα στο άτομο. Δημιουργεί μόνο μια ζώνη πιθανοτήτων για να εντοπίσει το ηλεκτρόνιο.

-Αυτές οι περιοχές πιθανότητας ονομάζονται ατομικές τροχιές. Οι τροχιές περιγράφουν μια κίνηση μετάφρασης γύρω από τον πυρήνα του ατόμου.

-Αυτά τα ατομικά τροχιακά έχουν διαφορετικά επίπεδα και υπο-επίπεδα ενέργειας και μπορούν να οριστούν μεταξύ νεφών ηλεκτρονίων.

-Το μοντέλο δεν εξετάζει τη σταθερότητα του πυρήνα, αναφέρεται μόνο για να εξηγήσει την κβαντική μηχανική που σχετίζεται με την κίνηση των ηλεκτρονίων μέσα στο άτομο.

Πειραματιστείτε

Το ατομικό μοντέλο Schrödinger βασίζεται στην υπόθεση Broglie και στα προηγούμενα ατομικά μοντέλα των Bohr και Sommerfeld.

Για αυτό, ο Schrödinger βασίστηκε στο πείραμα του Young και με βάση τις δικές του παρατηρήσεις, ανέπτυξε τη μαθηματική έκφραση που φέρει το όνομά του.

Μετά τα επιστημονικά θεμέλια αυτού του ατομικού μοντέλου:

Το πείραμα του Young: η πρώτη επίδειξη της δυαδικότητας των κυμάτων-σωματιδίων

Η υπόθεση του Broglie σχετικά με την κυματοειδή φύση της ύλης μπορεί να αποδειχθεί από το Young Experiment, γνωστό και ως πείραμα διπλής σχισμής..

Ο αγγλικός επιστήμονας Thomas Young έθεσε τα θεμέλια του ατομικού μοντέλου του Schrödinger όταν το 1801 πραγματοποίησε το πείραμα για να επαληθεύσει τη φύση του φωτός.

Κατά τη διάρκεια του πειράματός του, ο Young διένειμε την εκπομπή μιας δέσμης φωτός που διέρχεται από μια μικρή οπή μέσα από ένα θάλαμο παρατήρησης. Αυτή η διαίρεση επιτυγχάνεται με τη χρήση μιας κάρτας 0,2 χιλιοστών που βρίσκεται παράλληλα με τη δέσμη.

Ο σχεδιασμός του πειράματος έγινε έτσι ώστε η δέσμη φωτός να ήταν ευρύτερη από την κάρτα, οπότε κατά την τοποθέτηση της κάρτας οριζόντια η δοκός χωρίστηκε σε δύο περίπου ίσα μέρη. Η έξοδος των φωτεινών ακτίνων κατευθύνθηκε από έναν καθρέφτη.

Και οι δύο δέσμες φωτός χτύπησαν έναν τοίχο σε ένα σκοτεινό δωμάτιο. Εκεί το πρότυπο της παρεμβολής μεταξύ των δύο κυμάτων ήταν προφανές, με το οποίο αποδείχθηκε ότι το φως θα μπορούσε να συμπεριφερθεί όσο ένα σωματίδιο σαν ένα κύμα.

Ένας αιώνας αργότερα, ο Albert Einsten ενίσχυσε την ιδέα μέσω των αρχών της κβαντικής μηχανικής.

Η εξίσωση Schrödinger

Ο Schrödinger ανέπτυξε δύο μαθηματικά μοντέλα, διαφοροποιώντας τι συμβαίνει ανάλογα με το αν η κβαντική κατάσταση αλλάζει με το χρόνο ή όχι.

Για την ατομική ανάλυση, ο Schrödinger δημοσίευσε στο τέλος του 1926 την εξίσωση Schrödinger ανεξάρτητα από το χρόνο, η οποία βασίζεται στις κυματικές λειτουργίες συμπεριφέρονται ως στάσιμα κύματα.

Αυτό σημαίνει ότι το κύμα δεν κινείται, οι κόμβοι του, δηλαδή τα σημεία ισορροπίας του, χρησιμεύουν ως άξονας για να μετακινηθεί η υπόλοιπη δομή, περιγράφοντας μια ορισμένη συχνότητα και εύρος.

Ο Schrödinger όρισε τα κύματα που περιγράφουν τα ηλεκτρόνια ως στατικές ή τροχιακές καταστάσεις και συνδέονται, με τη σειρά τους, σε διαφορετικά επίπεδα ενέργειας.

Η εξίσωση Schrödinger ανεξάρτητα από το χρόνο έχει ως εξής:

Πού:

Ε: συνεχής αναλογικότητα.

Ψ: λειτουργία κύματος του κβαντικού συστήματος.

Η: Χειμιτονικός χειριστής.

Η ανεξάρτητη από το χρόνο εξίσωση Schrödinger χρησιμοποιείται όταν ο παρατηρούμενος που αντιπροσωπεύει τη συνολική ενέργεια του συστήματος, γνωστός ως ο χειμελόνιος Hamiltonian, δεν εξαρτάται από το χρόνο. Ωστόσο, η συνάρτηση που περιγράφει την συνολική κίνηση κύματος εξαρτάται πάντοτε από το χρόνο.

Η εξίσωση Schrödinger υποδηλώνει ότι εάν έχουμε μια συνάρτηση κυμάτων Ψ και ο χειριστής Hamiltonian ενεργεί σε αυτό, η σταθερά αναλογικότητας Ε αντιπροσωπεύει τη συνολική ενέργεια του κβαντικού συστήματος σε μία από τις στάσιμες καταστάσεις του.

Εφαρμόζοντας το ατομικό μοντέλο του Schrödinger, εάν το ηλεκτρόνιο κινείται σε ένα καθορισμένο χώρο υπάρχουν διακεκριμένες τιμές ενέργειας και εάν το ηλεκτρόνιο κινείται ελεύθερα στο διάστημα, υπάρχουν συνεχή διαστήματα ενέργειας.

Από μαθηματική άποψη, υπάρχουν αρκετές λύσεις για την εξίσωση Schrödinger, κάθε λύση συνεπάγεται μια διαφορετική τιμή για την σταθερά της αναλογικότητας E.

Σύμφωνα με την αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg, δεν είναι δυνατόν να εκτιμηθεί η θέση ή η ενέργεια ενός ηλεκτρονίου. Κατά συνέπεια, οι επιστήμονες αναγνωρίζουν ότι η εκτίμηση της θέσης του ηλεκτρονίου μέσα στο άτομο είναι ανακριβής.

Προσωπικά

Τα αξιώματα του ατομικού μοντέλου του Schrödinger είναι τα εξής:

-Τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονται σαν στάσιμα κύματα που κατανέμονται στο διάστημα σύμφωνα με τη λειτουργία του κύματος Ψ.

-Τα ηλεκτρόνια κινούνται εντός του ατόμου όταν περιγράφουν τα τροχιακά. Αυτές είναι περιοχές όπου η πιθανότητα εύρεσης ενός ηλεκτρονίου είναι σημαντικά υψηλότερη. Η αναφερόμενη πιθανότητα είναι ανάλογη προς το τετράγωνο της συνάρτησης κύματος Ψ².

Η ηλεκτρονική διαμόρφωση του ατομικού μοντέλου του Schrödinguer εξηγεί τις περιοδικές ιδιότητες των ατόμων και των δεσμών που σχηματίζουν.

Ωστόσο, το ατομικό μοντέλο Schrödinger δεν εξετάζει την περιστροφή ηλεκτρονίων, ούτε θεωρεί τις παραλλαγές της συμπεριφοράς ταχέως ηλεκτρονίων λόγω σχετικιστικών επιδράσεων.

Άρθρα ενδιαφέροντος

Ατομικό μοντέλο του Broglie.

Ατομικό μοντέλο του Chadwick.

Ατομικό μοντέλο του Heisenberg.

Ατομικό μοντέλο Perrin.

Ατομικό μοντέλο της Thomson.

Ατομικό μοντέλο του Dalton.

Ατομικό μοντέλο του Dirac Ιορδανία.

Ατομικό μοντέλο του Δημόκριτου.

Ατομικό μοντέλο του Bohr.

Αναφορές

1. Το ατομικό μοντέλο του Schrodinger (2015). Ανάκτηση από: quimicas.net
2. Το κβαντικό μηχανικό μοντέλο του ατόμου Ανάκτηση από: en.khanacademy.org
3. Η εξίσωση κύματος Schrödinger (s.f.). Πανεπιστήμιο Jaime I. Castellón, Ισπανία. Ανακτήθηκε από: uji.es
4. Σύγχρονη ατομική θεωρία: μοντέλα (2007). © ABCTE. Ανακτήθηκε από: abcte.org
5. Το Ατομικό Μοντέλο του Schrodinger (s.f.). Ανακτήθηκε από: erwinschrodingerbiography.weebly.com
6. Wikipedia, Η ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια (2018). Εξίσωση Schrödinger. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org
7. Wikipedia, Η ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια (2017). Το πείραμα του Young. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org