Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe kwam Erwin Schrodinger met zijn atoomtheorie?

Erwin Schrödinger kwam niet echt met een "atomaire theorie" op dezelfde manier als Dalton of Bohr. Hij formuleerde de Schrödinger -vergelijking , een fundamentele vergelijking in kwantummechanica die het gedrag van atomaire en subatomaire deeltjes beschrijft. Deze vergelijking staat centraal in het begrijpen van de kwantumwereld, en het is ver verwijderd van de eenvoudigere modellen van het atoom dat ervoor kwam.

Dit is hoe Schrödinger zijn vergelijking ontwikkelde:

1. Voortbouw op bestaande ideeën: Schrödinger was zich bewust van de beperkingen van het atoommodel van Bohr, dat alleen het gedrag van waterstof kon verklaren. Hij wist ook van de wave-deeltjes dualiteit van licht, voorgesteld door De Broglie, die suggereerde dat deeltjes ook golfachtige eigenschappen konden vertonen.

2. De golfvergelijking: Schrödinger haalde inspiratie uit deze concepten en wilde een wiskundige beschrijving van een elektron in een atoom als een golf ontwikkelen. Hij paste de golfvergelijking van de klassieke fysica aan om de golffunctie van een elektron te beschrijven. Deze golffunctie bevat informatie over de kans om het elektron op een bepaalde locatie en tijd te vinden.

3. De Schrödinger -vergelijking: De resulterende vergelijking, bekend als de Schrödinger -vergelijking, is een complexe wiskundige uitdrukking die het gedrag van de golffunctie regelt. Het beschrijft hoe de golffunctie van een elektron in de loop van de tijd verandert onder invloed van de atoomkern en andere krachten.

4. Het oplossen van de vergelijking: Het oplossen van de Schrödinger -vergelijking voor een bepaald atoom levert een reeks oplossingen op die golffuncties worden genoemd. Elke golffunctie komt overeen met een specifiek energieniveau en een orbitale vorm voor een elektron in het atoom. Deze oplossingen vormen de basis voor het begrijpen van de elektronische structuur van atomen en moleculen.

Sleutelpunten:

* De Schrödinger -vergelijking beschrijft het atoom niet als een miniatuur zonnestelsel met elektronen die rond de kern zijn zoals planeten. In plaats daarvan beschrijft het de elektronen als waarschijnlijkheidsgolven, verspreid in de ruimte rond de kern.

* De Schrödinger -vergelijking bracht een revolutie teweeg in ons begrip van het atoom en legde de basis voor moderne kwantumchemie en ons vermogen om de eigenschappen van atomen en moleculen te voorspellen en te begrijpen.

Concluderend stelde Schrödinger geen nieuwe atoomtheorie voor in de traditionele zin. Hij ontwikkelde een wiskundig raamwerk - de Schrödinger -vergelijking - waarmee we het gedrag van elektronen in atomen en moleculen nauwkeurig kunnen beschrijven. Deze vergelijking markeerde een paradigmaverschuiving in ons begrip van het atoom, die zich af ging van de klassieke fysica en naar het rijk van de kwantummechanica.