Matematiske modeller gør videnskaben nyttig

Plus16. december 2021 kl. 11:453
Matematiske modeller gør videnskaben nyttig
Illustration: Ingeniøren.
Sikkert og vist 17: En model kan forklare mere om virkeligheden end virkeligheden selv. Videnskabens opgave er at finde de bedste og mest relevante modeller og udpege deres begrænsninger.
Artiklen er ældre end 30 dage

»Alt bør gøres så enkelt som muligt, men heller ikke enklere«.

Dette citat tillægges normalt Albert Einstein, selvom det retteligt er en forenkling af følgende udsagn i en tale om metoder i teoretisk fysik, han holdt i Oxford i 1933:

Gratis adgang i 30 dage

Tegn et gratis prøveabonnement og få adgang til alt PLUS-indhold på Ing.dk, Version2 og Radar, helt uden binding eller betalingsoplysninger.

Alternativt kan du købe et abonnement
remove_circle
Har du allerede et PLUS-abonnement eller klip?
close

Velkommen til PLUS

Da du er ved at tilmelde dig en gratis prøve beder vi dig hjælpe os med at gøre vores indhold mere relevant for dig, ved at vælge et eller flere emner der interesserer dig.

Vælg mindst et emne *
Du skal vælge en adgangskode til når du fremover skal logge ind på din brugerkonto.
visibility
Dit medlemskab giver adgang
Som medlem af IDA har du gratis adgang til PLUS-indhold, som en del af dit medlemskab. Fortsæt med MitIDA for at aktivere din adgang til indholdet.
Oplever du problemer med login, så skriv til os på websupport@ing.dk
Abonnementsfordele
vpn_key
Fuld adgang til Ing.dk, Version2 og Radar
Fuld digital adgang til PLUS-indhold på Ing.dk, Version2 og Radar, tilgængeligt på din computer, tablet og mobil.
drafts
Kuraterede nyhedsbreve
Det seneste nye fra branchen, leveret til din indbakke.
Adgang til andre medier
Hver måned får du 6 klip, som kan bruges til permanent at låse op for indhold på vores andre medier.
thumb_up
Adgang til debatten
Deltag i debatten med andre kloge læsere.
3 kommentarer.  Hop til debatten
Debatten
Log ind eller opret en bruger for at deltage i debatten.
settingsDebatindstillinger
2
17. december 2021 kl. 12:18

Kors

1
17. december 2021 kl. 11:45

Ud fra denne model, hvor det meste af atomet er tomt, er det let at forstå, at små alfapartikler, som er langt mindre end et guldatom, kan passere uhindret gennem atomet, medmindre de har retning direkte mod kernen, hvor den elektriske frastødning vil få dem afbøjet.

Man skal vist være temmelig naiv for at tro på Bohrs model. Hvis vi tilfører elektroner én efter én til en atomkerne, er det aldeles utænkeligt, at disse elektroner ikke støder ind i kernen eller går ind i langstrakte, elipseformede baner, men i stedet begynder at rotere omkring kernen i nydelige cirkelbevægelser i præcis den afstand, der svarer til 100 % balance mellem centrifugalkraft og tiltrækningskraft. En del af elektronens potentielle energi må jo blive omsat til kinetisk energi, når den går i kredløb, hvilket afhængig af energien vil resultere i en variabel hastighed og dermed afstand, men afstanden er jo veldefineret i praksis, så det hænger slet ikke sammen. Desuden vil et atom opbygget på den måde have en meget stor kompressibilitet, da elektroner i balance i princippet er vægtløse og dermed lette at påvirke; men det er heller ikke tilfældet - tværtimod. Alle atomer har en meget lav kompressibilitet, og selv æteren har stort set samme kompressibilitet som fosforbronze.

Opfattelsen af tomhed bygger på, at traditionel fysik anser elektronen for punktformig, hvad den formodentlig ikke er og med ovennævnte begrundelse umuligt kan være. Min egen model forudsiger, at radius for en løs elektron er 112,9 pm, hvilket faktisk passer meget fint med Van de Waals radius for et brintmolekyle, der anslås til mellem 110 og 120 pm (har kun én elektron), så der er ikke plads til tomrum. Formodentlig trykkes det hele sammen til en hård klump, når der er flere partikler og/eller mere masse i kernen, hvilket måske både kan forklare den lille radius af en atomkerne, den meget lave kompressibilitet af et atom, og hvorfor alle atomer har samme radius inden for en faktor 3 på trods af antallet af partikler.

Og Bohr kunne tilmed bruge sin model til at forklare hydrogenatomets spektrum. En ganske nyttig model, der bragte fysikken videre i den rigtige retning.

Tja. Modellen fejler ved mere komplicerede atomer end brint og kan f.eks. umuligt forklare de over 1500 spektrallinjer i jern. Så mange hopmuligheder er der jo ikke for elektroner, så hvor har modellen egentlig bragt fysikken hen - bortset fra et vildspor, som man nægter at gå tilbage ad for at finde den rette forklaring?

Det er som sagt rigtigt, at alfapartikler stort set kan passere uhindret gennem et atom. Men lys kan jo også passere mindre eller mindre uhindret gennem de reneste glasmaterialer eller selv kilometerlange optiske fibre? Men er glas eller en optisk fiber af den grund tomt i en absolut forstand? Nej.

Det skyldes, at lys netop ikke består af partikler (fotoner).