- Карактеристике атомског модела де Броглие
- Дависсон и Гермер експеримент
- Ограничења
- Чланци од интереса
- Референце
Модели атомског модела Де Броглие предложио је француски физичар Лоуис Броглие 1924. године. У својој докторској тези, Броглие је тврдио дуалност таласних честица електрона, постављајући темеље таласне механике. Броглие је објавио важна теоријска сазнања о таласној природи материје на атомској скали.
Касније су изјаве де Брогли-а експериментално демонстрирали научници Цлинтон Дависсон и Лестер Гермер, 1927. године. Теорија електронских таласа Де Броглие темељи се на Еинстеиновом приједлогу о таласним својствима свјетлости при кратким таласним дужинама.
Броглие је најавио могућност да је материја слично понашању светлости и предложио слична својства у субатомским честицама, попут електрона.
Електрични набоји и орбите ограничавају амплитуду, дужину и фреквенцију таласа које описују електрони. Броглие је објаснио кретање електрона око атомског језгра.
Карактеристике атомског модела де Броглие
Да би развио свој предлог, Броглие је полазио од принципа да су електрони имали двоструку природу између таласа и честица, слично светлости.
У том смислу, Броглие је направио поређење између обе појаве, и на основу једначина које је Еинстеин развио за проучавање таласне природе светлости, назначио је следеће:
- Укупна енергија фотона и, према томе, укупна енергија електрона, резултат је продукта таласне фреквенције и Планкове константе (6.62606957 (29) × 10 -34 Јулес к секунди), као што је приказано детаљно у следећем изразу:
У овом изразу:
Е = енергија електрона.
х = Планкова константа.
ф = фреквенција таласа.
- Линеарни момент фотона, а самим тим и електрона, обрнуто је пропорционалан таласној дужини, и обе величине су повезане путем Планкове константе:
У овом изразу:
п = момент електрона.
х = Планкова константа.
λ = таласна дужина.
- Линеарни замах резултат је масе честице и брзине коју честица има током свог помака.
Ако је горњи математички израз реструктуриран као функција таласне дужине, имамо следеће:
У овом изразу:
λ = таласна дужина.
х = Планкова константа.
м = маса електрона.
в = брзина електрона.
Пошто је х, Планкова константа, има малу вредност, тако је таласна дужина λ. Сходно томе, изводљиво је рећи да се таласна својства електрона јављају само на атомском и субатомском нивоу.
- Броглие се такође заснива на постулатима Боховог атомског модела. Према последњем, орбите електрона су ограничене и могу бити само вишеструке целог броја. Тако:
Где:
λ = таласна дужина.
х = Планкова константа.
м = маса електрона.
в = брзина електрона.
р = полумјер орбите.
н = цели број.
Према Боровом атомском моделу, који је Броглие прихватио као основу, ако се електрони понашају попут стојећих таласа, једине дозвољене орбите су оне чији је полумјер једнак целом броју таласне дужине λ.
Због тога, све орбите не испуњавају потребне параметре за кретање електрона кроз њих. Због тога се електрони могу кретати само у одређеним орбитама.
Де Броглијева теорија електронских таласа оправдала је успех Боровог атомског модела у објашњавању понашања једног електрона атома водоника.
Слично томе, оно је такође осветлило зашто овај модел не одговара сложенијим системима, односно атомима са више од једног електрона.
Дависсон и Гермер експеримент
Експериментална верификација де Броглијевог атомског модела извршена је 3 године након његовог објављивања, 1927. године.
Водећи амерички физичари Цлинтон Ј. Дависсон и Лестер Гермер експериментално су потврдили теорију механике таласа.
Дејвиссон и Гермер су извршили испитивања расипања електронског снопа кроз никл кристал и приметили феномен дифракције кроз метални медијум.
Експеримент је спроведен у следећем поступку:
- На првом месту, постављен је склоп електронских зрака који је имао познату почетну енергију.
- Инсталиран је извор напона да би се убрзало кретање електрона покретањем потенцијалне разлике.
- Ток електронског снопа био је усмерен према металном кристалу; у овом случају никал.
- Измерен је број електрона који су утицали на кристал никла.
На крају експеримента, Дејвиссон и Гермер су открили да се електрони распршују у различитим правцима.
Понављајући експеримент коришћењем металних кристала различитих оријентација, научници су открили следеће:
- Расипање електронског снопа кроз метални кристал било је упоредиво са феноменом интерференције и дифракције светлосних зрака.
- Одраз електрона на ударни кристал описао је путању коју би, теоретски, требало описати према теорији де Брогли-овог електронског таласа.
Укратко, експеримент Дависсон и Гермер експериментално је потврдио природу електрона са двоструким таласом-честицама.
Ограничења
Де Броглијев атомски модел не предвиђа тачну локацију електрона на орбити по којој он путује.
У овом моделу се електрони доживљавају као таласи који се крећу кроз орбиту без одређеног места, чиме се уводи концепт електронске орбитале.
Даље, атомски модел де Броглие-а, аналоган Сцхродингеровом моделу, не узима у обзир ротацију електрона око њихове исте осе (спина).
Занемарујући унутарњи момент углова електрона занемарују се просторне варијације ових субатомских честица.
На исти начин, овај модел такође не узима у обзир промене у понашању брзих електрона као последицу релативистичких ефеката.
Чланци од интереса
Сцхродингеров атомски модел.
Чадвиков атомски модел.
Хеисенбергов атомски модел.
Перинов атомски модел.
Тхомсон-ов атомски модел.
Далтонов атомски модел.
Атомски модел Дирац Јордан.
Атомски модел Демокрита.
Боров атомски модел.
Референце
- Бохрова квантна теорија и Де Броглие Вавес (други). Опоравак од: не.пхис.киусху-у.ац.ј
- Лоуис де Броглие - Биограпхиц (1929). © Нобелова фондација. Опоравак од: нобелпризе.орг
- Лоуис-Вицтор де Броглие (други). Опоравак од: цхемед.цхем.пурдуе.еду
- Ловетт, Б. (1998). Лоуис де Броглие. Енцицлопӕдиа Британница, Инц. Обновљено од: британница.цом
- Де Броглијев атомски модел. Национални универзитет за образовање на даљину. Шпанија. Опоравак од: оцв.иннова.унед.ес
- Лоуис Де Броглие (други) - Вавес Оф Маттер Опоравак од: хиру.еус
- Вон Памел, О. и Марцхисио, С. (нд). Квантна механика. Национални универзитет у Росарију. Опоравак од: фцеиа.унр.еду.ар