Models científics són objectes o conceptes construïts per explicar fenòmens que poden no ser tècnicament observables.
Fins i tot en els nivells més alts de química, els models són molt útils i sovint es construeixen per estimar les propietats químiques. Un exemple a continuació il·lustra l’ús de models per estimar una quantitat coneguda.
Suposem que volem modelar benzè,
El valor real és
MODEL 1: PARTÍCULA EN UN ANELL
El Partícula sobre un anell El model és útil per descriure el
El nivells d’energia són:
#E_k = (ℏ ^ 2k ^ 2) / (2I) # ,# "" k = 0, pm1, pm2,… # on:
#I = m_eR ^ 2 # és el moment d’inèrcia de la partícula com a punt punt massa constant radial# R # lluny de# O # .#k = sqrt ((2IE) / ℏ ^ 2) # és el nombre quàntic d'aquest sistema.# ℏ = (6.626 xx 10 ^ (- 34) "J" cdot "s") / (2pi) # és la constant de Planck reduïda.#m_e = 9.109 xx 10 ^ (- 31) "kg" # és la massa si un electró és la partícula.#c = 2.998 xx 10 ^ 8 "m / s" # # , serà necessària la velocitat de la llum.
La transició electrònica més forta correspon a
Si utilitzem aquest coneixement, podem estimar els resultats longitud d’ona observat per a la transició electrònica més forta. Es coneix experimentalment això
La bretxa energètica és:
#DeltaE_ (1-> 2) = 2 ^ 2 / (2I) (2 ^ 2 - 1 ^ 2) #
De la relació que
#color (blau) (lambda) = (hc) / (DeltaE) ~~ (hc) / (DeltaE_k) = (hc cdot 2 m_eR ^ 2) / (ℏ ^ 2 (2 ^ 2 - 1 ^ 2)) #
# = (4pi ^ 2 cdot hc cdot 2m_eR ^ 2) / (3h ^ 2) #
# = (8pi ^ 2 cm_eR ^ 2) / (3h) #
# = (8pi ^ 2 cdot 2.998 xx 10 ^ 8 "m / s" cdot 9.109 xx 10 ^ (- 31) "kg" cdot (1,40 xx 10 ^ (- 10) "m") ^ 2) / (3 (6.626 xx 10 ^ (- 34) "J" cdot "s") # #
# = 2,13 xx 10 ^ (- 7) "m" #
#=# #color (blau) ("213 nm") #
MODEL 2: PARTÍCULES EN UNA CAIXA
El Partícula en una caixa El model també es pot utilitzar per al mateix propòsit. Podem limitar el benzè en un
En dues dimensions, els nivells d’energia són:
#E_ (n_xn_y) = (h ^ 2) / (8m_e) n_x ^ 2 / L_x ^ 2 + n_y ^ 2 / L_i ^ 2 # ,#n_x = 1, 2, 3,… #
#n_y = 1, 2, 3,… #
Els primers són:
que coincideix amb la forma en què els nivells d’energia es troben exactament en el benzè, si anomenem
#DeltaE_ (12 -> 13) = (h ^ 2) / (8m_e) (cancel·leu (1 ^ 2 / L_x ^ 2) + 3 ^ 2 / L_y ^ 2) - (cancel·leu (1 ^ 2 / L_x ^ 2)) + 2 ^ 2 / L_i ^ 2) #
# = (h ^ 2) / (8m_e) ((3 ^ 2 - 2 ^ 2) / L_i ^ 2) #
# = (6.626 xx 10 ^ (- 34) "J" cdot "s") ^ 2 / (8cdot9.109 xx 10 ^ (- 31) "kg") ((3 ^ 2 - 2 ^ 2) / (2,80 xx 10 ^ (- 10) "m") ^ 2) #
# = 3,84 xx 10 ^ (- 18) "J" #
Així doncs, es calcula que la longitud d’ona implicada és:
#color (blau) (lambda) = (hc) / (DeltaE_ (12-> 13)) = (6.626 xx 10 ^ (- 34) "J" cdot "s" cdot 2.998 xx 10 ^ 8 "m / s") / (3,84 xx 10 ^ (- 18) "J") #
# = 5,17 xx 10 ^ (- 8) "m" #
#=# #color (blau) "51,7 nm" #
Així doncs, segons resulta, la partícula sobre un anell és més eficaç d'un model de benzè.
Què estudien els científics biomecànics? + Exemple
Els científics de biomecànica estudien l'estructura i la funció dels organismes biològics. Els científics de la biomecànica es coneixen realment com a biomecànics. Si teniu una gran importància en kinesiologia (l'estudi del moviment, especialment dels humans), tindreu el plaer de prendre com a mínim un curs de biomecànica esportiva. Els biomecànics esportius se centren principalment en la física (específicament la mecànica), com influeixen (tant de manera positiva com negativa) en el rendiment d'un atleta i com podem prevenir lesions (des de
Quines unitats de mesura fan servir els científics? + Exemple
Pràcticament tots els científics utilitzen el Sistema Internacional d’Unitats (SI, del francès Le Système International d'Unités). > Unitats base El SI és un sistema basat en set unitats bàsiques, cadascuna amb els seus propis símbols: metre (m): longitud quilogram (kg): segon (s) de massa: temps amper (A): corrent elèctric candela (cd): intensitat lluminosa mol (mol): quantitat de substància kelvin (K): temperatura Unitats derivades Les unitats derivades estan formades per diverses combinacions de les unitats base. Per exemple, la velocitat es defineix com la dist&#
Per què són útils els models científics? + Exemple
Per ajudar a entendre i predir el funcionament de les coses. Totes les ciències naturals es basen en models. Els models són suggerits i provats mitjançant observacions. Si les observacions confirmen que el model és correcte, el model es pot utilitzar per fer prediccions en la direcció de més usos. Per exemple, es poden utilitzar models de dinàmica de fluids per ajudar a predir com es mouran i es desenvolupen els sistemes meteorològics. Es poden utilitzar models de reaccions químiques per predir els resultats de l’ús de diferents reactius, etc. Els models de moviment de mass