Πώς το μοντέλο Schrodinger και De Broglie άλλαξε ένα άτομο;

Οι Schrödinger και De Broglie έπαιξαν κεντρικούς ρόλους στην επανάσταση της κατανόησης του ατόμου, απομακρύνοντας από το κλασικό, πλανητικό μοντέλο Bohr και προς το σύγχρονο κβαντικό μηχανικό μοντέλο. Εδώ είναι:

Louis de Broglie:

* Διπλότητα κύματος-σωματιδίου: Το 1924, ο De Broglie πρότεινε την πρωτοποριακή ιδέα ότι τα σωματίδια, όπως τα ηλεκτρόνια, μπορούν να παρουσιάσουν ιδιότητες που μοιάζουν με κύματα. Παρέχει την εξίσωση μήκους κύματος De Broglie, η οποία σχετίζεται με τη δυναμική ενός σωματιδίου στο μήκος κύματος του. Αυτή ήταν μια ριζοσπαστική απόκλιση από την κλασσική φυσική, η οποία αντιμετώπισε σωματίδια και κύματα ως ξεχωριστές οντότητες.

* Συνέπειες για το άτομο: Η θεωρία του De Broglie υπονοούσε ότι τα ηλεκτρόνια σε ένα άτομο δεν είναι σωματίδια σημείων που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα σαν πλανήτες, αλλά μάλλον κύματα περιορίζονται σε συγκεκριμένα επίπεδα ενέργειας. Αυτή η έννοια σχημάτισε το θεμέλιο για τη μηχανική των κυμάτων του Schrödinger.

Erwin Schrödinger:

* Εξίσωση Schrödinger: Το 1926, ο Schrödinger διατύπωσε μια μαθηματική εξίσωση, γνωστή τώρα ως εξίσωση Schrödinger, που περιγράφει τη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων στα άτομα. Είναι μια εξίσωση κύματος που αντιπροσωπεύει τη φύση των ηλεκτρονίων που μοιάζει με κύματα και προβλέπει τις ενέργειές τους και τις χωρικές κατανομές.

* Κβαντικό μηχανικό μοντέλο: Η εξίσωση του Schrödinger οδήγησε στην ανάπτυξη του κβαντικού μηχανικού μοντέλου του ατόμου, το οποίο αντικατέστησε το μοντέλο Bohr. Αυτό το μοντέλο περιγράφει τα ηλεκτρόνια όχι ως σωματίδια με ορισμένες τροχιές αλλά ως σύννεφα πιθανότητας, όπου η πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου σε ένα δεδομένο σημείο σχετίζεται με την κυματομορφή που προέρχεται από την εξίσωση Schrödinger.

Βασικές αλλαγές που προκλήθηκαν από τους Schrödinger και De Broglie:

* Τα ηλεκτρόνια δεν είναι σωματίδια με συγκεκριμένες τροχιές: Το μοντέλο BOHR περιέγραψε τα ηλεκτρόνια ως περιστρεφόμενη περιστροφή του πυρήνα σε σταθερές, κυκλικές διαδρομές. Το κβαντικό μηχανικό μοντέλο, βασισμένο στο έργο του De Broglie και του Schrödinger, απεικονίζει τα ηλεκτρόνια ως κύματα με αβέβαιες τοποθεσίες, που υπάρχουν σε κατανομές πιθανότητας που ονομάζονται τροχιακά.

* Ποσορισμός των επιπέδων ενέργειας: Ενώ ο Bohr πρότεινε κβαντισμένα επίπεδα ενέργειας, η εξίσωση του Schrödinger εξήγησε μαθηματικά γιατί αυτά τα επίπεδα υπάρχουν και πώς σχετίζονται με τις συγκεκριμένες λειτουργίες κύματος των ηλεκτρονίων.

* πιθανή φύση της συμπεριφοράς ηλεκτρονίων: Το κβαντικό μηχανικό μοντέλο αντικατέστησε τη ντετερμινιστική φύση της κλασσικής φυσικής με μια πιθανοτική. Αυτό σημαίνει ότι δεν μπορούμε να προβλέψουμε την ακριβή θέση ή ορμή ενός ηλεκτρονίου ανά πάσα στιγμή, μόνο την πιθανότητα να βρεθεί σε μια συγκεκριμένη περιοχή.

Συνοπτικά: Οι Schrödinger και De Broglie, μέσω των πρωτοποριακών ιδεών και των μαθηματικών σκευών τους, άλλαξαν θεμελιωδώς την κατανόησή μας για το άτομο. Μετατόπισαν την εστίαση από τις κλασσικές περιγραφές με βάση τα σωματίδια σε ένα πιο εξελιγμένο κβαντικό μηχανικό μοντέλο με βάση το κύμα, τοποθετώντας τις βάσεις για τη σύγχρονη κατανόηση της ατομικής δομής και συμπεριφοράς.