ا المبدأيعطيريبة، يُطلق عليه أيضًا مبدأ عدم اليقين Heisenberg ، تم ذكره لأول مرة في 1927, من قبل الفيزيائي الألماني ويرنرهايزنبرغ (1901-1976). يشير هذا المبدأ إلى أنه لا يمكن القياس ، الوقت ذاته ومع صحة، الكميات ذات الصلة المباشرة ، مثل ● السرعة و وضع من الجسد.
نظرةأيضا: جوانب نظرية الكم
ملخص مبدأ عدم اليقين
يتعلق مبدأ عدم اليقين بكميتين ، مثل الموضع والزخم أو الطاقة والوقت ، من خلال ناتج أوجه عدم اليقين في القياسات التي يتم إجراؤها عليها.
وفقًا لمبدأ عدم اليقين ، كلما كان موضع الجسم أكثر دقة ، قل قياس زخمه بدقة.
ينص مبدأ عدم اليقين على أنه من المستحيل بالنسبة لنا أن نعرف ، بدقة تامة وفي نفس الوقت ، كميتين فيزيائيتين مترابطتين ، تسمى أيضًا الكميات المترافقة الكنسي.
ما هو مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ؟
ا مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ هي نتيجة نظرية غريبة تم الحصول عليها من خلال حسابات في مجال ميكانيكا الكم، الذي أساسه بالضبط هذا المبدأ. من خلال المعرفة بالفيزياء الكلاسيكية ، كان يعتقد أن معرفة موقع البداية والسرعة ، أكثر على وجه التحديد مقدار حركة الجسم أو نظام الأجسام ، سيكون من الممكن التنبؤ بسلوكه في لحظات المستقبل. بهذه الطريقة ، سيكون من الممكن الحساب
المواقف في وقت لاحق ، تحديد مسار، قيم التسريع،● السرعة،طاقة، إلخ. ومع ذلك ، فإن مبدأ عدم اليقين يوضح أنه حتى لو كان لدينا أكثرمن الضروري من أدوات القياس في متناول اليد ، لن يكون من الممكن لنا أن نعرف ، الوقت ذاته ومع صحة، عظمة مثل وضع و الكميهفيحركة أوطاقة و فترة راحةفيزمن من نفس الجسم.نظرةأيضا: كمية الحركة
لذلك ، وفقًا لهذا المبدأ ، إذا كان بإمكاننا تحديد وضع من الجسم بدقة تامة ، سنفقد تمامًا قياسه الكميهفيحركة، نظرًا لأن عدم الدقة بشأنه سيعتبر غير محدود. وبالمثل ، إذا تمكنا من التأكد من مقدار حركة الجسم ، فلن يكون من الممكن معرفة موقعه.
الشيء نفسه ينطبق على العظماء طاقة و زمن: إذا عرفنا بالضبط مقدار الطاقة في الجسيم ، سنفقد الدقة في قياسات الوقت. وبالمثل ، إذا عرفنا المدة التي يستغرقها حدث ما مع جسيم معين ، فسوف نفقد تمامًا معلومات حول كمية الطاقة الموجودة فيه.
بسبب مبدأ عدم اليقين ، من المستحيل أن يكون أدنى مستوى للطاقة في الجسم صفراً.
نظرةأيضا: ما هي الطاقة؟
ليست كل الكميات الفيزيائية مرتبطة ببعضها البعض لدرجة الدقة. من الممكن ، على سبيل المثال ، تحديد طاقة و ال وضع من الجسيم دون دقة هذه القياسات عكسيامتناسب بعضهم البعض.
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
بالإضافة إلى ذلك ، يفرض مبدأ عدم اليقين أن ناتج عدم اليقين لكميتين ، مثل الموضع والزخم ، سيكون دائمًا أكبر من أو يساوي ثابت بلانك (ح) مقسومة على 4π. ومع ذلك ، فمن الشائع رؤية معادلة مبدأ عدم اليقين مكتوبة من حيث ثابت بلانك مخفض (? = ح / 2π).
مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ ، والذي يتعلق بـ ريبةيعطيوضع من الجسد مع عدم اليقين من زخمها ، يتم تعريفه من خلال المعادلة أدناه:
Δx - موقف عدم اليقين (م)
ف - عدم اليقين من الزخم (م / ث)
? - انخفاض ثابت بلانك (1.0545.10−34 ج.
يتم تطبيق مبدأ عدم اليقين أيضًا على الطاقة والفترة الزمنية للجسم. يشاهد:
Δ و - عدم اليقين في الطاقة (J)
ر - عدم اليقين في الوقت (الأوقات)
افترض ، على سبيل المثال ، أنك تريد في تجربة معينة قياس وضع من الإلكترون. لكي تكون قادرًا على قياس موقعه ، من الضروري ، بطريقة ما ، أن ينبعث فوتون تجاه هذا الإلكترون. ومع ذلك ، عندما الفوتون ينعكس مرة أخرى إلى المراقب ، يرتد الإلكترون ، حيث ينقل الفوتون إليه مقدارًا صغيرًا من الحركة يتناسب طرديًا مع تردد. إذا أردنا تحديد موضع هذا الإلكترون بدقة أكبر ، فيمكننا زيادة تواتر الفوتون. ومع ذلك ، إذا قمنا بذلك ، فسنزيد مقدار الحركة المعطاة للإلكترون ، وبالتالي نفقد الدقة في قياس هذا الحجم.
نظرةأيضا: ما هي نظرية الأوتار؟
تمرين حلها على مبدأ عدم اليقين
القياس المختبري الدقيق للغاية قادر على تحديد موضع الجزيء مع عدم اليقين في القياس من الترتيب ± 10-15 م. وفقًا لمبدأ عدم اليقين ، ما هو أصغر عدم يقين ممكن في قياس زخم هذا الجزيء؟
القرار
ينص مبدأ عدم اليقين على أن ناتج عدم اليقين في الموضع والزخم يجب أن يكون أكبر من أو يساوي نصف ثابت بلانك المخفض:
وبالتالي ، أخذ معامل الارتياب في الموقف (Δx = 10-15) التي يوفرها التمرين ووحدة ثابت بلانك المخفّضة (? = 1,0545.10−34 Js) ، سيتعين علينا:
تشير النتيجة أعلاه إلى أنه ، حتى إذا كان لدى المختبر بعض الأدوات القادرة على قياس مقدار حركة هذا الجسيم بأخطاء أصغر من 10-20 ملن يكون من الممكن قياس قيمته بدقة. لذلك سيكون لدينا دائمًا القيمة المحسوبة أعلاه على أنها انحراف زائد أو ناقص.
من جانبي رافائيل هيلربروك
