СЦХРОДИНГЕРОВ АТОМСКИ МОДЕЛ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ПОСТУЛАТИ - ФИЗИЧКИ - 2025

Атомиц Модел Сцхродингер развио је Ервин Сцхродингер 1926. Овај предлог је познат као квантномеханичком модел атома, и описује таласасто понашање електрона.

Сцхродингер је сугерисао да кретање електрона у атому одговара дуалности таласних честица и, према томе, електрони се могу кретати око језгра као стојећи таласи.

Сцхродингер, коме је 1933. године додељена Нобелова награда за допринос атомској теорији, развио је истоимену једначину за израчунавање вероватноће да се електрон налази у одређеном положају.

Карактеристике атомског модела Сцхродингера

1с, 2с и 2п орбитале унутар атома натријума.

-Описати кретање електрона као стојеће таласе.

-Електори се крећу стално, то јест немају фиксни или дефинисани положај унутар атома.

-Овим моделом се не предвиђа локација електрона, нити се описује путања коју он води унутар атома. Једноставно успоставља зону вероватноће за лоцирање електрона.

-Ове вероватне области се називају атомска орбитала. Орбитале описују транслационо кретање око језгре атома.

-Ове атомске орбитале имају различите нивое и под-нивое енергије и могу се дефинисати између електронских облака.

-Модел не размишља о стабилности језгра, већ се односи само на објашњавање квантне механике повезане са кретањем електрона унутар атома.

Густина електрона указује на вероватноћу проналаска електрона у близини језгра. Што је ближе језгру (љубичаста зона), то је вероватније, док ће бити мање ако се одмакне од језгра (љубичаста зона).

Експеримент

Сцхродингеров атомски модел заснован је на Брогли-овој хипотези, као и на претходним атомским моделима Бора и Соммерфелда.

Броглие је предложио да баш као што таласи имају својства честица, тако и честице имају својства таласа, које имају припадајућу таласну дужину. Нешто што је тада створило велика очекивања, и то што је и сам Алберт Ајнштајн подржавао своју теорију.

Међутим, теорија де Брогли је имала недостатак, а то је да смисао саме идеје није добро схваћен: електрон може бити талас, али шта? Изгледа да је Сцхродингерова фигура одговорила на то.

Да би то учинио, аустријски физичар ослањао се на Иоунг-ов експеримент, и на основу сопствених запажања развио је математички израз који носи његово име.

Ево научних основа овог атомског модела:

Иоунг-ов експеримент: прва демонстрација дуалности таласних честица

Де Брогли-ова хипотеза о таласној и корпускуларној природи материје може се доказати коришћењем Иоунг-овог експеримента, такође познатог као експеримент са двоструким прорезом.

Енглески научник Тхомас Иоунг поставио је темеље Сцхродингеровом атомском моделу када је 1801. извео експеримент како би потврдио таласну природу светлости.

Током експеримента, Иоунг је поделио емисију снопа светлости који пролази кроз малу рупу кроз посматрачку комору. Ова подела се постиже употребом картице од 0,2 милиметара, смештене паралелно са снопом.

Дизајн експеримента је направљен тако да је сноп светлости био шири од картице, па је при постављању картице хоризонтално сноп био подељен на два приближно једнака дела. Излаз светлосних зрака усмерио је огледало.

Обе зраке светлости ударале су о зид у мрачној соби. Тамо је примећен интерференцијални образац између два таласа, показујући тако да се светлост може понашати и као честица и као талас.

Век касније Алберт Еинстен је ту идеју ојачао користећи принципе квантне механике.

Сцхродингерова једначина

Сцхродингер је развио два математичка модела, разликујући шта се дешава у зависности да ли се квантно стање мења са временом или не.

За атомску анализу, Сцхродингер је крајем 1926. објавио временски независну Сцхродингерову једнаџбу, која се заснива на таласним функцијама које се понашају као стојећи таласи.

То имплицира да се талас не креће, да његови чворови, односно његове равнотежне тачке, служе као окретни део остатка структуре да би се кретао око њих, описујући специфичну фреквенцију и амплитуду.

Сцхродингер је дефинисао таласе које електрони описују као стационарна или орбитална стања, а они су заузврат повезани са различитим нивоима енергије.

Временска независна Сцхродингерова једначина је следећа:

Где:

Е : константа пропорционалности.

Ψ : таласна функција квантног система.

Η : Хамилтонски оператор.

Временска независна Сцхродингерова једнаџба користи се када посматрано представља укупну енергију система, познато као Хамилтонов оператор, не зависи од времена. Међутим, функција која описује укупно кретање таласа увек ће зависити од времена.

Сцхродингерова једначина указује да ако имамо таласну функцију Ψ, а Хамилтонов оператор делује на њу, константа пропорционалности Е представља укупну енергију квантног система у једном од његових стационарних стања.

Примењен на Сцхродингеров атомски модел, ако се електрон креће у одређеном простору, постоје дискретне енергетске вредности, а ако се електрон слободно креће у простору, постоје непрекидни енергетски интервали.

С математичког становишта, постоји неколико рјешења за Сцхродингерову једнаџбу, а свако рјешење подразумијева различиту вриједност константе пропорционалности Е.

Према Хеисенберговом принципу неизвесности, није могуће проценити положај и енергију електрона. Сходно томе, научници признају да је процена локације електрона унутар атома нетачна.

Постулати

Постулати Сцхродингеровог атомског модела су сљедећи:

-Електори се понашају као стојећи таласи који се распоређују у простору према таласној функцији Ψ.

-Електори се крећу унутар атома у опису орбитала. Ово су подручја у којима је вероватноћа проналаска електрона знатно већа. Наведена вероватноћа је пропорционална квадрату таласне функције Ψ ² .

Електронска конфигурација Сцхродингуеровог атомског модела објашњава периодична својства атома и везе које формирају.

Међутим, Сцхродингеров атомски модел не разматра спиновање електрона, нити варијације у понашању брзих електрона због релативистичких ефеката.

Чланци од интереса

Атомски модел Де Броглие.

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.

Соммерфелд атомски модел.

Референце

1. Сцхродингеров атомски модел (2015). Обновљено од: куимицас.нет
2. Квантно механички модел атома Обновљено од: ен.кханацадеми.орг
3. Сцхродингерова таласна једначина (сф). Универзитет Јаиме И. Кастелон, Шпанија. Опоравак од: уји.ес
4. Савремена атомска теорија: модели (2007). © АБЦТЕ. Опоравак од: абцте.орг
5. Сцхродингеров атомски модел (сф). Опоравак од: ервинсцхродингербиограпхи.веебли.цом
6. Википедиа, Слободна енциклопедија (2018). Сцхродингерова једначина. Опоравак од: ес.википедиа.орг
7. Википедиа, Тхе Фрее Енцицлопедиа (2017). Иоунг-ов експеримент. Опоравак од: ес.википедиа.орг