منو
 صفحه های تصادفی
ایزومری
تک قطبی مغناطیسی
رشته ارشد مدیریت توانبخشی
قضیه بطلمیوس- اویلر
آراء و افکار ارسطو
لباس سفید برای کودک
حفره‌های سطح ماه
قبیله ثقیف
انگلستان در عصر الیزابت
ترانسپوزانها عامل ژنهای کنترل کننده جابجائی خود هستند
 کاربر Online
968 کاربر online

اصل عدم قطعیت هایزنبرگ(المپیاد)

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > شیمی
(cached)


این مطلب از بخش آموزش وب‌سایت المپیاد شیمی رشد،انتخاب شده که با فرمت pdf نیز در وب‌سایت المپیاد رشدموجود می‌باشد. برای مشاهده این موضوعات در وب‌سایت المپیاد، به آدرس فهرست مطالب شیمی مراجعه کنید. همچنین می‌توانید با کلیک اینجا‌ ، با ویژگی‌های بخش آموزش این وب‌سایت آشنا شوید.


اصل عدم قطعیت هایزنبرگ در مورد زمان و انرژی الکترون


در نظر گرفتن الکترون به صورت یک موج اهمیت زیادی دارد. زیرا اصل عدم قطعیت پیشنهاد شده در سال 1927 به وسیله هایزنبرگ نشان می‌دهد که هرگونه کوشش در راه دقیق‌تر کردن و جامعیت بخشیدن به مدل اتمی بوهر که براساس شناسایی موضع و سرعت الکترون در هر لحظه طرح ریزی شده است، بی‌نتیجه می‌باشد. هایزنبرگ نشان داد که غیرممکن است بتوان بطور همزمان، مکان و سرعت یک شیئی به کوچکی الکترون را دقیقاً معین کرد.
تعیین مکان یک شیء بستگی به توانایی ما برای مشاهده آن شیء دارد، این مشاهده ممکن است با توجه به تداخل امواج نوری که آن شیء را روشن می‌کند، باشد. یا به طور غیرمستقیم، یعنی با توجه به تغییرات داده‌های آزمایشی دیگر، باشد.
برای تعیین مکان یک شیئی به کوچکی الکترون، با هر درجه‌ای از دقت که مورد نظر باشد، باید نوری با طول موج بسیار کوتاه بر آن تابانید. چنین تابشی بسیار پرانرژی است (هر چه طول موج کوتاهتر باشد، تابش پرانرژی‌تر است) و بنابراین، هنگام برخورد با الکترون سبب تغییر تندی و جهت حرکت آن می‌شود.
با توجه به رابطه انرژی جنبشی الکترون می‌توان نوشت:
چون داریم:
پس می‌توان نوشت:
و یا:
چون با توجه به اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، ، نتیجه می‌شود که:
براساس این رابطه می‌توان نتایج بسیار مهمی به شرح زیر، بدست آورد:
1. با توجه به اینکه مقدار برابر است، می‌توان دریافت که الکترون می‌تواند مدت بسیار طولانی بر روی ترازی که در حالت عادی اتم، بر روی آن قرار دارد (حالت پایه) باقی بماند. زیرا در این حالت و برابر بینهایت است.
2. هرگاه اتم بر اثر جذب انرژی به حالت برانگیخته درآید و الکترون از حالت پایه به تراز بالاتری ارتقاء یابد، در این صورت مقدارخواهد بود. در نتیجه مقدار، عدد فوق‌العاده کوچکی حدود ثانیه می‌شود که همان زمان ماندن الکترون بر روی تراز برانگیخته است. بر همین اساس است که در اتم برانگیخته، الکترون به محض ارتقاء به تراز بالاتر، به تراز پایین‌تر و یا حالت پایه بر می‌گردد و انرژی فوتون جذب شده را، دوباره به صورت تابش الکترومغناطیسی منتشر می‌کند.
3. هرچه الکترون در اتم برانگیخته، از حالت پایه به تراز بالاتری ارتقا یابد، چون مقدار بیشتر خواهد شد، زمان بازگشت آن به تراز پایین‌تر، کوتاهتر خواهد بود.
4. با توجه به رابطه ، می‌توان پی برد که هر چه مقدار بیشتر باشد، مقدار نیز بزرگتر خواهد بود، در نتیجه امکان تابش طول موجهای نزدیک به هم بیشتری برای اتم بوجود می‌آید. از این رو، تعداد خطوط طیفی بیشتری بوجود می‌آید و یا پهنای نوار طیفی بیشتر می‌شود.
براساس اصل عدم قطعیت، دیگر مدلهای کلاسیک اتم، یعنی در نظر گرفتن مسیرهای خطی کاملاً مشخص دایره‌ای یا بیضی شکل برای حرکت الکترون مفهومی نخواهد داشت. زیرا با واقعیتهای تجربی سازگاری ندارد. از این رو، به جای اینکه الکترون را در مکان مشخصی از فضای اطراف هسته در نظر بگیریم که با سرعت معینی حرکت می‌کند، باید فقط احتمال وجود الکترون در آن نقطه را مد نظر قرار دهیم، یعنی اگر مکان الکترون در فضای اطراف هسته مشخص باشد، فقط می‌توان مقدار احتمالی اندازه حرکت آن را حدس زد. چنانچه در یک لحظه، اندازه حرکت الکترون مشخص باشد، نباید انتظار داشته باشیم که بطور همزمان مکان دقیق آن را بتوان مشخص کرد. با توجه به اینکه مدلهای کاملاً مشخص اتمی در مفهوم کلاسیک، با همه مشاهدات تجربی ما در مورد اتم هماهنگی ندارند، باید خصلت موجی بودن حرکت الکترون و جنبه احتمالی بودن مشاهدات خود در مورد وضعیت الکترون را مورد توجه قرار دهیم. با بیانی دیگر، الکترون را از دیدگاه مکانیک جدیدی بنام مکانیک موجی مورد بررسی قرار دهیم.


پیوند های خارجی

http://Olympiad.roshd.ir/chemistry/content/pdf/0606.pdf




تعداد بازدید ها: 13734


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..