Broglie Atom Modelinin Özellikleri ve Sınırlamaları

Broglie atom modeli 1924 yılında Fransız fizikçi Louis Broglie tarafından önerildi. Doktora tezinde Broglie, dalga mekaniğinin temellerini oluşturan elektronların dalga-parçacık ikiliğini ikilileştirdi. Broglie, atom ölçeğinde maddenin dalga kordonu doğası hakkında önemli teorik bulgular yayınladı.

Daha sonra, Broglie ifadeleri 1927'de bilim adamları Clinton Davisson ve Lester Germer tarafından deneysel olarak gösterildi. Broglie elektron dalga teorisi, Einstein'ın kısa dalga boylarında ışığın dalga özellikleri konusundaki önerisine dayanıyor..

Broglie, maddenin ışığa benzer bir davranışa sahip olabileceğini ve elektronlar gibi atom altı parçacıklarda da benzer özellikler önerdiğini açıkladı..

Elektrik yükleri ve yörüngeleri, elektronlar tarafından tanımlanan dalganın genliğini, uzunluğunu ve frekansını sınırlar. Broglie, elektronların atom çekirdeği etrafındaki hareketini açıkladı.

indeks

• 1 Broglie atom modelinin özellikleri
• 2 Davisson ve Germer deneyi
• 3 Sınırlamalar
• 4 ilgi makaleleri
• 5 Kaynakça

Broglie atom modelinin özellikleri

Teklifini geliştirmek için Broglie, elektronların dalga ve parçacık arasında ışığa benzer şekilde ikili bir doğaya sahip olduğu ilkesinden yola çıktı.

Bu anlamda, Broglie her iki fenomen arasında bir karşılaştırma yaptı ve Einstein tarafından ışığın dalga doğasını incelemek için geliştirilen denklemlere dayanarak şunları belirtti:

- Fotonun toplam enerjisi ve dolayısıyla elektronun toplam enerjisi, dalga frekansı ve Plank sabitinin çarpımından (6.62606957 (29) × 10) elde edilir. ^-34 Jules x saniye), aşağıdaki ifadede anlatıldığı gibi:

Bu ifadede:

E = elektron enerjisi.

h = Tahta sabiti.

f = dalganın frekansı.

- Fotonun ve dolayısıyla elektronun doğrusal momenti dalga boyuyla ters orantılıdır ve her iki büyüklük Plank sabiti ile ilişkilidir:

Bu ifadede:

p = elektronun doğrusal momenti.

h = Tahta sabiti.

λ = dalga boyu.

- Doğrusal momentum, parçacığın yer değiştirme sırasında sahip olduğu hız ile parçacığın kütlesinin ürünüdür..

Eğer önceki matematiksel ifade dalga boyunun bir fonksiyonu olarak yeniden yapılandırılmışsa, aşağıdakilere sahibiz:

Söz konusu ifadede:

λ = dalga boyu.

h = Tahta sabiti.

m = elektron kütlesi.

v = elektron hızı.

H, Plank sabiti, küçük bir değere sahip olduğundan, dalga boyu λ dadır. Sonuç olarak, elektronun dalga özelliklerinin sadece atomik ve atom altı seviyelerde meydana geldiğini söylemek mümkündür..

- Broglie ayrıca Bohr'un atom modelinin varsayımlarına da dayanıyor. İkincisine göre, elektronların yörüngeleri sınırlıdır ve yalnızca tam sayıların katları olabilir. böylece:

burada:

λ = dalga boyu.

h = Tahta sabiti.

m = elektron kütlesi.

v = elektron hızı.

r = yörüngenin yarıçapı.

n = tam sayı.

Broglie'nin temel olarak kabul ettiği Bohr atom modeline göre, eğer elektronlar durgun dalgalar gibi davranırlarsa, izin verilen yörüngelerin yarıçapları yarıçapı dalga boyunun multiple bir katına eşit olanlardır.

Bu nedenle, tüm yörüngeler bir elektronun içinden geçmesi için gerekli parametreleri yerine getirmez. Bu yüzden elektronlar yalnızca belirli yörüngelerde hareket edebilir.

Broglie elektronlarının dalga teorisi, Bohr atom modelinin, hidrojen atomunun tek elektronunun davranışını açıklayan başarısını haklı çıkardı.

Benzer şekilde, bu modelin neden daha karmaşık sistemlere, yani birden fazla elektronlu atomlara uymadığına da ışık tutuyor.

Davisson ve Germer deneyi

Broglie atom modelinin deneysel doğrulaması 1927'de yayınlanmasından 3 yıl sonra gerçekleşti..

Ünlü Amerikalı fizikçiler Clinton J. Davisson ve Lester Germer, dalga mekaniği teorisini deneysel olarak doğruladılar.

Davisson ve Germer, bir elektron ışınının bir nikel kristalinden saçılma testleri yaptı ve metal besiyerinde kırılma olayını gözlemledi.

Gerçekleştirilen deney aşağıdaki prosedürü gerçekleştirmekten ibaretti:

- İlk durumda, bilinen bir başlangıç ​​enerjisine sahip olan elektron ışını olan bir montaj yerleştirildi..

- Elektronların hareketini hızlandırmak ve potansiyel bir fark yaratmak için bir voltaj kaynağı kuruldu.

- Elektron ışınının akışı metalik bir kristata yönlendirildi; bu durumda, nikel.

- Nikel kristalini etkileyen elektronların sayısı ölçüldü.

Deneyin sonunda Davisson ve Germer, elektronların farklı yönlerde dağıldığını tespit etti..

Bilim adamları farklı yönlere sahip metal kristalleri kullanarak deneyi tekrarlayarak, bilim adamları aşağıdakileri tespit ettiler:

- Elektron ışınının metalik kristal boyunca yayılması, girişim fenomeniyle ve ışık ışınlarının kırınımıyla karşılaştırılabilir..

- Elektronların darbe kristaline yansıması, teorik olarak Broglie'nin elektron dalgaları teorisine göre tanımlaması gereken yörüngeyi tanımladı..

Sentezde, Davisson ve Germer deneyi deneysel olarak elektronların çift dalga parçacık yapısını kanıtladı.

sınırlamaları

Broglie atom modeli, elektronun içinde hareket ettiği yörünge üzerindeki yerini tam olarak tahmin etmemektedir..

Bu modelde elektronlar, yörünge etrafında belirli bir konum olmadan hareket eden, elektronik orbital kavramını tanıtan dalgalar olarak algılanır..

Ayrıca, Schrödinger'in modeline benzeyen Broglie atom modeli, elektronların kendi ekseni üzerinde dönmesini dikkate almaz (dönüş).

Elektronların içsel açısal momentumunu göz ardı ederek, bu atom altı parçacıkların uzaysal varyasyonları ihmal edilir..

Aynı fikir sırasına göre, bu model göreceli etkilerin bir sonucu olarak hızlı elektronların davranışındaki değişiklikleri dikkate almamaktadır..

İlgili makaleler

Schrödinger'in atom modeli.

Chadwick'in atom modeli.

Heisenberg'in atom modeli.

Perrin'in atomik modeli.

Thomson'ın atom modeli.

Dalton'un atom modeli.

Dirac Jordan'ın atom modeli.

Demokritusun Atomik Modeli.

Bohr atom modeli.

referanslar

1. Bohr Kuantum Teorisi ve De Broglie Dalgaları (s.f.). Şu kaynaktan alındı: ne.phys.kyushu-u.ac.j
2. Louis de Broglie - Biyografik (1929). © Nobel Vakfı. Alınan: nobelprize.org
3. Louis-Victor de Broglie (s.f.). Alınan kaynak: chemed.chem.purdue.edu
4. Lovett, B. (1998). Louis de Broglie. Encyclopædia Britannica, Inc. Alındığı kaynak: britannica.com
5. De Broglie'nin atom modeli. Ulusal Uzaktan Eğitim Üniversitesi. İspanya. Alınan: ocw.innova.uned.es
6. De Broglie'nin Maddesinin Dalgaları. Alınan: hiru.eus
7. Von Pamel, O. ve Marchisio, S. (s.f.). Kuantum mekaniği Rosario Ulusal Üniversitesi. Alınan: fceia.unr.edu.ar