Broglie 원자 모델 특성 및 제한 사항

그 Broglie 원자 모델 1924 년 프랑스의 물리학 자 루이 브로이 (Roy Broglie)가 제안했다. 그의 박사 학위 논문에서 브로글리는 전자의 파 입자 이원성을 주장하여 파동 역학의 기초를 놓았다. Broglie는 원자 규모에서 물질의 파상 - 본질에 관한 중요한 이론적 발견을 발표했다..

그 후, Broglie 진술은 1927 년 Clinton Davisson과 Lester Germer 과학자에 의해 실험적으로 시연되었다. Broglie 전자 파 이론은 짧은 파장에서 빛의 파동 특성에 관한 Einstein의 제안에 기반을두고있다..

Broglie는 물질이 빛과 비슷한 거동을 나타낼 가능성을 발표했으며, 전자와 같은 원자 입자에서 유사한 성질을 제안했습니다.

전하와 궤도는 전자에 의해 묘사 된 파동의 진폭, 길이 및 주파수를 제한한다. Broglie는 원자핵 주위의 전자 이동을 설명했다..

색인

Broglie 원자 모델의 1 특성
2 Davisson과 Germer 실험
3 제한 사항
4 관심 항목
5 참고

Broglie 원자 모델의 특성

그의 제안을 발전시키기 위해, 브로글리는 전자가 파동과 입자 사이에 빛과 비슷한 이중적 성질을 가지고 있다는 원리로부터 출발했다..

이러한 의미에서 Broglie는 두 현상을 비교했으며, 빛의 파동 특성을 연구하기 위해 아인슈타인이 개발 한 방정식을 기반으로 다음과 같이 지적했습니다.

- 광자의 전체 에너지, 결과적으로 전자의 총 에너지는 파동의 주파수와 판 상수 (6.62606957 (29) × 10 ^-34 Jules x 초), 다음 표현식에서 자세히 설명됩니다.

이 표현식에서 :

E = 전자 에너지.

h = 판 상수.

f = 파의 주파수.

- 광자의 선형 모멘트, 따라서 전자의 선형 모멘트는 파장에 반비례하며 두 크기는 모두 판 상수를 통해 관련됩니다.

이 표현식에서 :

p = 전자의 선형 모멘트.

h = 판 상수.

λ = 파장.

- 선형 운동량은 입자가 변위하는 동안 입자가 갖는 속도에 따른 입자의 질량의 곱입니다.

이전 수학 표현식이 파장의 함수로 재구성되면 다음과 같이됩니다.

상기 표현에서 :

λ = 파장.

h = 판 상수.

m = 전자의 질량.

v = 전자 속도.

플랭크 상수 인 h는 작은 값을 가지므로 파장 λ도 마찬가지입니다. 결과적으로, 전자의 파동 특성은 원자 수준 및 아 원자 수준에서만 발생한다고 기술하는 것이 타당하다.

- Broglie는 또한 Bohr의 원자 모델에 대한 가정을 기반으로합니다. 후자에 따르면 전자의 궤도는 제한적이며 정수의 배수일 수 있습니다. 따라서 :

장소 :

λ = 파장.

h = 판 상수.

m = 전자의 질량.

v = 전자 속도.

r = 궤도의 반지름.

n = 정수.

Broglie가 기본으로 채택한 Bohr 원자 모델에 따르면, 전자가 정재파처럼 거동하는 경우 허용되는 궤도는 반경이 파장 λ의 정수배.

따라서 모든 궤도가 전자가 그들을 통과하는 데 필요한 매개 변수를 충족시키는 것은 아닙니다. 그래서 전자는 특정 궤도에서만 이동할 수 있습니다..

Broglie 전자의 파동 이론은 수소 원자의 단일 전자의 거동을 설명하기 위해 Bohr 원자 모델의 성공을 정당화했다.

유사하게,이 모델이 왜 더 복잡한 시스템, 즉 하나 이상의 전자를 가진 원자에 적합하지 않은지에 대해서도 밝혀졌다..

데이비슨과 게르 머 실험

Broglie 원자 모델의 실험적 검증은 1927 년에 출판 된 지 3 년 후에 이루어졌다..

저명한 미국 물리학자인 Clinton J. Davisson과 Lester Germer는 실험적으로 파력 역학의 이론을 확인했다..

Davisson과 Germer는 니켈 결정을 통해 전자빔의 산란 시험을 수행하고 금속 매체를 통해 회절 현상을 관찰했다.

수행 된 실험은 다음 절차를 수행하는 것으로 구성되었습니다.

- 첫 번째 예에서, 알려진 초기 에너지를 갖는 전자 빔을 갖는 어셈블리가 배치되었다.

- 잠재적 인 차이를 유발하는 전자의 이동을 가속화하기 위해 전압원이 설치되었다..

- 전자 빔의 흐름은 금속 결정으로 향했다; 이 경우, 니켈.

- 니켈 결정에 충돌 한 전자의 수를 측정 하였다.

실험 끝에 Davisson과 Germer는 전자가 다른 방향으로 분산되었다는 것을 발견했다..

방향이 다른 금속 결정을 사용하여 실험을 반복함으로써 과학자들은 다음을 감지했습니다.

- 금속 결정을 통한 전자 빔의 분산은 광선의 간섭 및 회절 현상과 유사했다.

- 충격 결정에서의 전자의 반사는 이론적으로 Broglie의 전자 파 이론에 따라 기술되어야하는 궤도를 설명했다..

합성에서, Davisson과 Germer의 실험은 실험적으로 전자의 이중 파 입자 특성을 증명했다..

제한 사항

Broglie 원자 모델은 이동하는 궤도에서 전자의 정확한 위치를 예측하지 않습니다..

이 모델에서 전자는 특정 위치가 없어도 궤도를 따라 움직이는 파동으로 인식되어 전자 궤도의 개념을 도입합니다.

또한 Schrodinger의 모델과 유사한 Broglie 원자 모델은 전자 축의 회전을 고려하지 않습니다 (회전하다).

전자의 고유 각운동량을 무시함으로써 이들 원자 입자들의 공간적 변화는 무시되고있다..

아이디어의 동일한 순서에서,이 모델은 상대 론적 효과의 결과로서 고속 전자의 거동 변화를 고려하지 않았다..

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참고 문헌

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Von Pamel, O., Marchisio, S. (s.f.). 양자 역학 로자리오 국립 대학교. 원본 주소 'fceia.unr.edu.ar'

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