- Mga katangian ng modelo ng atomic de de Broglie
- Eksperimento sina Davisson at Germer
- Mga Limitasyon
- Mga Artikulo ng interes
- Mga Sanggunian
Ang modelong atomikong de Broglie ay iminungkahi ng pisika na Pranses na si Louis Broglie noong 1924. Sa kanyang tesis ng doktor, iginiit ni Broglie ang duwalidad ng dobleng dami ng mga electron, na inilalagay ang mga pundasyon ng mga mekanika ng alon. Inilathala ni Broglie ang mahahalagang teoretikal na natuklasan sa alon-corpuscle na likas na bagay sa antas ng atomic.
Nang maglaon, ang mga pahayag ni de Broglie ay eksperimento na ipinakita ng mga siyentipiko na Clinton Davisson at Lester Germer, noong 1927. Ang teorya ng electron wave ni De Broglie ay batay sa panukala ni Einstein sa mga pag-aari ng alon ng ilaw sa mga maikling haba ng haba.
Inihayag ni Broglie ang posibilidad na ang bagay ay may pag-uugali na katulad ng ilaw, at iminungkahi ang mga katulad na katangian sa mga subatomic particle tulad ng mga electron.
Ang mga singil at orbit ng elektrikal ay naghihigpitan sa malawak, haba, at dalas ng alon na inilarawan ng mga elektron. Ipinaliwanag ni Broglie ang paggalaw ng mga electron sa paligid ng atomic nucleus.
Mga katangian ng modelo ng atomic de de Broglie
Upang mabuo ang kanyang panukala, nagsimula si Broglie mula sa prinsipyo na ang mga elektron ay may dalang kalikasan sa pagitan ng alon at butil, na katulad ng ilaw.
Sa kahulugan na ito, si Broglie ay gumawa ng isang simile sa pagitan ng parehong mga phenomena, at batay sa mga equation na binuo ni Einstein para sa pag-aaral ng likas na alon ng ilaw, ipinahiwatig niya ang sumusunod:
- Ang kabuuang enerhiya ng photon at, dahil dito, ang kabuuang enerhiya ng elektron, ay resulta mula sa produkto ng dalas ng alon at palagiang Plank (6.62606957 (29) × 10 -34 Jules x segundo), tulad ng ipinakita detalyado sa sumusunod na expression:
Sa expression na ito:
E = enerhiya ng elektron.
h = Patuloy.
f = dalas ng alon.
- Ang linear momentum ng photon, at samakatuwid ng elektron, ay inversely proporsyonal sa haba ng daluyong, at ang parehong mga magnitude ay nauugnay sa pamamagitan ng palagi ni Plank:
Sa expression na ito:
p = momentum ng elektron.
h = Patuloy.
λ = haba ng haba.
- Ang linear momentum ay ang produkto ng masa ng maliit na butil at ang bilis na may maliit na butil sa panahon ng pag-aalis nito.
Kung ang expression sa matematika sa itaas ay naayos muli bilang isang function ng haba ng haba, mayroon kaming mga sumusunod:
Sa expression na ito:
λ = haba ng haba.
h = Patuloy.
m = masa ng elektron.
v = bilis ng elektron.
Dahil ang h, ang palaging Plank, ay may isang maliit na halaga, sa gayon ay ang haba ng haba λ. Dahil dito, magagawa na sabihin na ang mga pag-aari ng alon ng elektron ay nangyayari lamang sa mga antas ng atomic at subatomiko.
- Ang Broglie ay batay din sa mga postulate ng modelong atomic ni Bohr. Ayon sa huli, ang mga orbit ng mga electron ay limitado at maaari lamang maging maraming mga numero ng buong bilang. Kaya:
Kung saan:
λ = haba ng haba.
h = Patuloy.
m = masa ng elektron.
v = bilis ng elektron.
r = radius ng orbit.
n = integer.
Ayon sa atomic na modelo ng Bohr, na pinagtibay ni Broglie bilang batayan, kung ang mga electron ay kumikilos tulad ng mga nakatayong alon, ang mga orbit lamang ang pinahihintulutan ay ang mga radius ay katumbas ng isang integer ng maramihang haba ng haba ng haba.
Samakatuwid, hindi lahat ng mga orbit ay nakakatugon sa mga kinakailangang mga parameter para sa isang elektron na lumipat sa kanila. Ito ang dahilan kung bakit ang mga electron ay maaari lamang lumipat sa mga tiyak na orbit.
Ang teoryang alon ng electron de de Broglie ay nagbibigay-katwiran sa tagumpay ng atomic model ng Bohr sa pagpapaliwanag ng pag-uugali ng isang solong elektron ng hydrogen atom.
Katulad nito, napagaan din ang dahilan kung bakit hindi umaangkop ang modelong ito sa mas kumplikadong mga sistema, iyon ay, mga atomo na may higit sa isang elektron.
Eksperimento sina Davisson at Germer
Ang pang-eksperimentong pagpapatunay ng modelo ng atomic de Broglie ay naganap 3 taon pagkatapos ng paglalathala nito, noong 1927.
Ang nangungunang pisika ng Amerikano na si Clinton J. Davisson at Lester Germer ay nag-eksperimentong nagpatunay sa teorya ng mga mekanika ng alon.
Sina Davisson at Germer ay nagsagawa ng mga pagsabog ng mga pagsubok ng isang beam ng elektron sa pamamagitan ng isang kristal ng nikel at napansin ang kababalaghan ng pagkakaiba-iba sa pamamagitan ng metallic medium.
Ang eksperimentong isinasagawa ay binubuo ng sumusunod na pamamaraan:
- Sa unang pagkakataon, ang isang electron beam assembly ay inilagay na mayroong isang kilalang paunang enerhiya.
- Ang isang mapagkukunan ng boltahe ay na-install upang mapabilis ang paggalaw ng mga electron sa pamamagitan ng pag-udyok ng isang potensyal na pagkakaiba.
- Ang daloy ng electron beam ay nakadirekta patungo sa isang metal na kristal; sa kasong ito, nikelado.
- Ang bilang ng mga elektron na nakaapekto sa nickel ng nikel ay sinusukat.
Sa pagtatapos ng eksperimento, napansin nina Davisson at Germer na ang mga elektron ay nakakalat sa iba't ibang direksyon.
Sa pamamagitan ng pag-uulit ng eksperimento gamit ang mga metal na kristal na may iba't ibang mga orientasyon, napansin ng mga siyentipiko ang sumusunod:
- Ang pagkalat ng beam ng elektron sa pamamagitan ng metal na kristal ay maihahambing sa kababalaghan ng pagkagambala at pag-iiba ng mga light ray.
- Ang salamin ng mga elektron sa epekto ng kristal ay inilarawan ang tilapon na, ayon sa teoryang ito, dapat itong ilarawan ayon sa teoryang alon ng de Broglie electron.
Sa madaling sabi, ang eksperimento sa Davisson at Germer ay nag-eksperimentong nagpatunay sa dalawahan na alon-butil na katangian ng mga electron.
Mga Limitasyon
Ang modelo ng atomic de Broglie ay hindi hinuhulaan ang eksaktong lokasyon ng elektron sa orbit kung saan naglalakbay ito.
Sa modelong ito, ang mga electron ay nakikita bilang mga alon na lumilipat sa buong orbit nang walang isang tukoy na lokasyon, sa gayon ipinapakilala ang konsepto ng isang elektronikong orbital.
Bukod dito, ang modelo ng atomic de Broglie, magkatulad sa modelo ng Schrödinger, ay hindi isaalang-alang ang pag-ikot ng mga electron sa parehong axis (spin).
Sa pamamagitan ng hindi papansin ang intrinsic angular momentum ng mga electron, ang spatial variations ng mga subatomic particle na ito ay napapabayaan.
Sa parehong ugat, ang modelong ito ay hindi rin isinasaalang-alang ang mga pagbabago sa pag-uugali ng mga mabilis na elektron bilang isang resulta ng mga relativistic effects.
Mga Artikulo ng interes
Modelong atom ng Schrödinger.
Ang modelong atomika ni Chadwick.
Modelong atom ng Heisenberg.
Modelong atomika ni Perrin.
Modelong atom ni Thomson.
Ang modelong atomic ni Dalton.
Modelong atomic ng Dirac Jordan.
Atomikong modelo ng Democritus.
Ang modelong atomic ni Bohr.
Mga Sanggunian
- Ang teorya ng Quantum ng Bohr at Mga Waves ng De Broglie (nd). Nabawi mula sa: ne.phys.kyushu-u.ac.j
- Louis de Broglie - Talambuhay (1929). © Ang Nobel Foundation. Nabawi mula sa: nobelprize.org
- Louis-Victor de Broglie (nd). Nabawi mula sa: chemed.chem.purdue.edu
- Lovett, B. (1998). Louis de Broglie. Encyclopædia Britannica, Inc. Nabawi mula sa: britannica.com
- Ang modelong atomika ni De Broglie. Pambansang Unibersidad ng Edukasyon sa Distansya. Espanya. Nabawi mula sa: ocw.innova.uned.es
- Waves Ng Matter Ni Louis De Broglie (nd). Nabawi mula sa: hiru.eus
- Von Pamel, O., at Marchisio, S. (nd). Mga mekanika ng dami. Pambansang Unibersidad ng Rosario. Nabawi mula sa: fceia.unr.edu.ar