Ó zásadadávánejistota, také nazývaný Heisenbergův princip nejistoty, byl poprvé uveden v 1927, německý fyzik WernerHeisenberg (1901-1976). Tento princip naznačuje, že není možné měřit, zároveň a s přesnost, přímo související veličiny, jako např rychlost a pozice těla.
Dívej setaky: Aspekty kvantové teorie
Shrnutí principu nejistoty
Princip nejistoty se týká dvou veličin, jako je poloha a hybnost nebo energie a čas, prostřednictvím součinu nejistot měření na nich provedených.
Podle principu neurčitosti platí, že čím přesnější je poloha tělesa, tím méně přesné je měření jeho hybnosti.
Princip neurčitosti uvádí, že pro nás není možné znát s úplnou přesností a současně dvě související fyzikální veličiny, nazývané také kanonicky konjugované veličiny.
Co je to Heisenbergův princip nejistoty?
Ó Heisenbergův princip nejistoty je podivný teoretický výsledek získaný výpočty v oblasti Kvantová mechanika, jehož základem je právě tento princip. Díky znalostem klasické fyziky se věřilo, že při znalosti výchozí polohy a rychlosti více konkrétně množství pohybu těla nebo systému těl by bylo možné předpovědět jeho chování v systému budoucí okamžiky. Tímto způsobem by bylo možné vypočítat
pozic později, určení jeho trajektorie, hodnoty akcelerace,rychlost,energie, atd. Princip nejistoty však ukazuje, že i kdybychom měli vícenutné měřicích přístrojů po ruce, nebylo by možné vědět, zároveň a s přesnost, velikost jako pozice a částkavpohyb neboenergie a přestávkavčas stejného těla.Dívej setaky: Množství pohybu
Podle tohoto principu tedy můžeme určit pozice těla s úplnou přesností zcela ztratíme míru jeho částkavhnutí, protože jeho nepřesnost bude považována za nekonečnou. Stejně tak, pokud si můžeme být jisti rozsahem pohybu těla, nebude možné znát jeho polohu.
Totéž platí pro velikány energie a čas: pokud přesně známe množství energie v částici, ztratíme přesnost v měření času. Stejně tak, pokud víme, jak dlouho trvalo, než k události došlo u konkrétní částice, zcela bychom ztratili informace o množství energie v ní přítomné.
Kvůli principu nejistoty je nemožné, aby nejnižší energetická úroveň těla byla nulová.
Dívej setaky: Co je to energie?
Ne všechny fyzikální veličiny spolu souvisejí kvůli stupni přesnosti. Je možné například určit energie a pozice částice, aniž by byla přesnost těchto měření obráceněúměrný navzájem.
Princip neurčitosti navíc stanoví, že součin nejistot dvou veličin, jako je poloha a hybnost, bude vždy větší nebo roven Planckova konstanta (h) děleno 4π. Je však běžné vidět rovnici principu neurčitosti psanou ve smyslu Planckovy konstanty snížena (? = h / 2π).
Heisenbergův princip nejistoty, který se týká nejistotadávápozice těla s nejistota jeho hybnosti, je definována pomocí níže uvedené rovnice:
Δx - nejistota polohy (m)
q - nejistota hybnosti (m / s)
? - snížená Planckova konstanta (1.0545.10−34 J.s)
Princip neurčitosti se aplikuje také na energii a časové rozpětí těla. Hodinky:
ΔAnd - nejistota v energii (J)
t - nejistota v čase
Předpokládejme například, že v daném experimentu chcete měřit pozice elektronu. Aby bylo možné měřit jeho polohu, je nutné, aby byl nějakým způsobem emitován foton směrem k tomuto elektronu. Když však foton se odráží zpět k pozorovateli, elektron odskočí, protože foton k němu přenáší malé množství pohybu přímo úměrné jeho frekvence. Pokud chceme přesněji určit polohu tohoto elektronu, můžeme zvýšit frekvenci fotonu. Pokud to však uděláme, zvýšíme množství pohybu daného elektronu, čímž ztratíme přesnost měření této velikosti.
Dívej setaky: Co je teorie strun?
Vyřešené cvičení na principu neurčitosti
Extrémně přesné laboratorní měření dokáže určit polohu molekuly s nejistotami v řádu rovném ± 10-15 m. Jaká je podle principu nejistoty nejmenší možná nejistota při měření hybnosti této molekuly?
Řešení
Princip neurčitosti uvádí, že součin nejistoty polohy a hybnosti musí být větší nebo roven polovině redukované Planckovy konstanty:
Vezmeme-li tedy modul nejistoty polohy (Δx = 10-15) poskytované cvičením a sníženým modulem Planckovy konstanty (? = 1,0545.10−34 J.s), budeme muset:
Výše uvedený výsledek naznačuje, že i když má laboratoř nějaký přístroj schopný měřit množství pohybu této částice s chybami menšími než 10-20 m, nebude možné přesně změřit jeho hodnotu. Proto budeme mít vždy výše vypočítanou hodnotu jako odchylku plus nebo mínus.
Podle mě. Rafael Helerbrock
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-principio-incerteza.htm