Kopīgot:
Broglie Atomic Model raksturojums un ierobežojumi
The Broglijas atomu modelis Francijas fiziķis Louis Broglie ierosināja 1924. gadā. Savā promocijas darbā Broglijs apstiprināja elektronu viļņu daļiņu dualitāti, liekot viļņu mehānikas pamatus. Broglijs publicēja svarīgus teorētiskus secinājumus par vielas viļņu korpusa raksturu atomu skalā.
Pēc tam Briglie paziņojumus eksperimentāli demonstrēja zinātnieki Clinton Davisson un Lester Germer, 1927. gadā. Broglie elektronu viļņa teorija balstās uz Einšteina priekšlikumu par gaismas viļņu īpašībām īsos viļņa garumos.
Broglijs paziņoja par iespēju, ka materiālam ir līdzīga izturēšanās pret gaismu, un ieteica līdzīgas īpašības subatomiskajās daļās, piemēram, elektronos..
Elektriskie lādiņi un orbītas ierobežo elektronu aprakstītā viļņa amplitūdu, garumu un frekvenci. Broglijs izskaidroja elektronu kustību ap atomu kodolu.
Indekss
- 1 Broglijas atomu modeļa raksturojums
- 2 Davisson un Germer eksperiments
- 3 Ierobežojumi
- 4 Interesanti raksti
- 5 Atsauces
Broglijas atomu modeļa raksturojums
Lai izstrādātu savu priekšlikumu, Broglijs sāka no principa, ka elektroniem bija divējāds raksturs starp viļņiem un daļiņām, līdzīgi gaismai.
Šajā ziņā Broglie salīdzināja abas parādības un, pamatojoties uz Einšteina izstrādātajiem vienādojumiem gaismas viļņa rakstura izpētei, viņš norādīja:
- Fotona kopējā enerģija un līdz ar to elektrona kopējā enerģija rodas no viļņa frekvences un planku konstantes (6.62606957 (29) × 10). -34 Jules x sekundes), kā norādīts sekojošā izteiksmē:
Šajā izteiksmē:
E = elektronu enerģija.
h = Plank konstants.
f = viļņa frekvence.
- Fotona un līdz ar to elektrona lineārais moments ir apgriezti proporcionāls viļņa garumam, un abi lielumi ir saistīti ar Plank konstantu:
Šajā izteiksmē:
p = elektrona lineārais moments.
h = Plank konstants.
λ = viļņa garums.
- Lineārais impulss ir daļiņu masas rezultāts ar ātrumu, kādu daļiņai ir pārvietošanas laikā.
Ja iepriekšējā matemātiskā izteiksme tiek pārveidota kā viļņa garuma funkcija, mums ir šādi:
Minētajā izteiksmē:
λ = viļņa garums.
h = Plank konstants.
m = elektrona masa.
v = elektronu ātrums.
Tā kā h, Plank konstantei ir maza vērtība, arī viļņa garums λ. Līdz ar to ir iespējams apgalvot, ka elektrona viļņu īpašības rodas tikai atomu un subatomu līmenī.
- Broglijs ir balstīts arī uz Bohra atomu modeļa postulātiem. Saskaņā ar pēdējo, elektronu orbītas ir ierobežotas un var būt tikai veseli skaitļi. Tādējādi:
Kur:
λ = viļņa garums.
h = Plank konstants.
m = elektrona masa.
v = elektronu ātrums.
r = orbīta rādiuss.
n = vesels skaitlis.
Saskaņā ar Bohr atomu modeli, ko Broglijs pieņēma kā pamatu, ja elektroni rīkojas kā stāvošie viļņi, vienīgās atļautās orbītas ir tās, kuru rādiuss ir vienāds ar viļņa garuma λ integrālo daudzkārtēju..
Tādēļ ne visi orbīti atbilst parametriem, kas nepieciešami, lai elektrons varētu pārvietoties pa tiem. Tāpēc elektroni var ceļot tikai noteiktās orbītās.
Broglie elektronu viļņu teorija attaisnoja Bohr atomu modeļa panākumus, lai izskaidrotu ūdeņraža atoma viena elektrona uzvedību.
Līdzīgi tas arī izskaidroja, kāpēc šis modelis nav piemērots sarežģītākām sistēmām, proti, atomiem ar vairāk nekā vienu elektronu.
Davisson un Germer eksperiments
Broglijas atomu modeļa eksperimentālā pārbaude notika 3 gadus pēc tās publicēšanas 1927. gadā.
Izcilie amerikāņu fiziķi Clinton J. Davisson un Lester Germer eksperimentāli apstiprināja viļņu mehānikas teoriju.
Davisson un Germer veica elektronu staru izkliedes testus caur niķeļa kristālu un novēroja difrakcijas fenomenu caur metālisko vidi..
Veiktais eksperiments ietvēra šādas procedūras izpildi:
- Pirmajā instancē tika ievietota montāža ar elektronu staru kūli, kurai bija zināma sākotnējā enerģija.
- Tika uzstādīts sprieguma avots, lai paātrinātu elektronu kustību, izraisot potenciālu atšķirību.
- Elektronu staru plūsma tika virzīta uz metāla kristālu; šajā gadījumā niķelis.
- Tika mērīts elektronu skaits, kas ietekmēja niķeļa kristālus.
Eksperimenta beigās Davisson un Germer atklāja, ka elektroni ir izkliedēti dažādos virzienos.
Atkārtojot eksperimentu, izmantojot metālu kristālus ar dažādām orientācijām, zinātnieki atklāja:
- Elektronu staru izkliede caur metālisko kristālu bija salīdzināma ar gaismas staru traucējumu un difrakcijas fenomenu..
- Elektronu atstarošana uz trieciena kristāla aprakstīja trajektoriju, kas teorētiski jāapraksta saskaņā ar Broglijas elektronu viļņu teoriju..
Sintēzes laikā Davisson un Germer eksperimenti eksperimentāli pierādīja elektronu divkāršo viļņu daļiņu raksturu.
Ierobežojumi
Broglijas atomu modelis nenosaka precīzu elektrona atrašanās vietu orbītā, kurā tas pārvietojas.
Šajā modelī elektroni tiek uztverti kā viļņi, kas pārvietojas ap orbītu bez konkrētas vietas, kas ievieš elektroniskās orbitālās koncepcijas koncepciju..
Turklāt Broglijas atomu modelis, kas ir analogs Schrödinger modelim, neuzskata elektronu rotāciju uz tās ass (spin).
Neņemot vērā elektronu būtisko leņķisko impulsu, šo subatomisko daļiņu telpiskās variācijas tiek ignorētas..
Tajā pašā secībā no šī modeļa netiek ņemtas vērā izmaiņas ātru elektronu uzvedībā relativistisku seku dēļ..
Interesanti raksti
Schrödinger atomu modelis.
Čadvika atomu modelis.
Heisenbergas atomu modelis.
Perrina atomu modelis.
Thomson atomu modelis.
Daltona atomu modelis.
Dirac Jordan atomu modelis.
Demokrātu atomu modelis.
Bohr atomu modelis.
Atsauces
- Bohr's kvantu teorija un De Broglie viļņi (s.f.). Saturs iegūts no: ne.phys.kyushu-u.ac.j
- Louis de Broglie - biogrāfiskais (1929). © Nobela fonds. Saturs iegūts no: nobelprize.org
- Louis-Victor de Broglie (s.f.). Saturs iegūts no: chemed.chem.purdue.edu
- Lovett, B. (1998). Louis de Broglie. Encyclopædia Britannica, Inc. Saturs iegūts no: britannica.com
- De Broglie atomu modelis. Nacionālā tālmācības universitāte. Spānija Saturs iegūts no: ocw.innova.uned.es
- Louis De Broglie jautājuma viļņi (s.f.). Saturs iegūts no: hiru.eus
- Von Pamel, O. un Marchisio, S. (s.f.). Kvantu mehānika Rosario Nacionālā universitāte. Saturs iegūts no: fceia.unr.edu.ar