Ö PrinzipgibtUnsicherheit, auch Heisenbergsche Unschärferelation genannt, wurde erstmals in 1927, vom deutschen Physiker WernerHeisenberg (1901-1976). Dieses Prinzip weist darauf hin, dass es nicht möglich ist zu messen, gleichzeitig und mit Richtigkeit, direkt zusammenhängende Größen, wie z Geschwindigkeit und Position eines Körpers.
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Zusammenfassung des Unsicherheitsprinzips
Das Unsicherheitsprinzip verbindet zwei Größen, wie Ort und Impuls oder Energie und Zeit, durch das Produkt der Unsicherheiten der an ihnen durchgeführten Messungen.
Nach dem Unsicherheitsprinzip gilt: Je genauer die Position eines Körpers, desto ungenauer die Messung seines Impulses.
Die Unschärferelation besagt, dass es uns unmöglich ist, zwei zusammenhängende physikalische Größen, auch kanonisch konjugierte Größen genannt, mit vollständiger Genauigkeit und gleichzeitig zu kennen.
Was ist das Heisenbergsche Unsicherheitsprinzip?
Ö Heisenbergs Unsicherheitsprinzip ist ein seltsames theoretisches Ergebnis, das durch Berechnungen im Bereich von
Quantenmechanik, deren Grundlage genau dieses Prinzip ist. Durch Kenntnisse der klassischen Physik glaubte man, dass, wenn man die Startposition und Geschwindigkeit kennt, mehr insbesondere das Ausmaß der Bewegung eines Körpers oder eines Systems von Körpern, wäre es möglich, sein Verhalten im zukünftige Momente. Auf diese Weise könnte man berechnen Positionen später, Bestimmung seiner Flugbahn, Werte von Beschleunigung,Geschwindigkeit,Energie, usw. Das Unschärfeprinzip zeigt jedoch, dass selbst wenn wir die Mehrnotwendig der vorliegenden Messgeräte wäre es uns nicht möglich zu wissen, gleichzeitig und mit Richtigkeit, Größe wie Position und die SummeimBewegung oderEnergie und UnterbrechungimZeit des gleichen Körpers.Aussehenebenfalls: Bewegungsumfang
Wenn wir also nach diesem Prinzip die Position eines Körpers mit absoluter Präzision verlieren wir das Maß seiner die SummeimBewegung, da die Ungenauigkeit darüber als unendlich angesehen wird. Ebenso ist es nicht möglich, seine Position zu bestimmen, wenn wir uns über den Bewegungsumfang eines Körpers sicher sein können.
Das gleiche gilt für die Großen Energie und Zeit: Wenn wir die Energiemenge eines Teilchens genau kennen, verlieren wir die Genauigkeit der Zeitmessungen. Ebenso würden wir, wenn wir wissen, wie lange es dauert, bis ein Ereignis mit einem bestimmten Teilchen auftritt, vollständig Informationen über die darin enthaltene Energiemenge verlieren.
Aufgrund der Unschärferelation ist es unmöglich, dass das niedrigste Energieniveau eines Körpers Null ist.
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Nicht alle physikalischen Größen sind aufgrund ihres Genauigkeitsgrades miteinander verbunden. Es ist beispielsweise möglich, die Energie und der Position eines Teilchens, ohne dass die Genauigkeit dieser Messungen umgekehrtproportional gegenseitig.
Darüber hinaus schreibt das Unschärfeprinzip vor, dass das Produkt der Unsicherheiten zweier Größen wie Ort und Impuls immer größer oder gleich ist Plancksche Konstante (h) geteilt durch 4π. Es ist jedoch üblich, die Gleichung der Unschärferelation in Form der Planckschen Konstanten. geschrieben zu sehen reduziert (? = h/2π).
Heisenbergs Unsicherheitsprinzip, das sich auf UnsicherheitgibtPosition eines Körpers mit dem Ungewissheit seiner Dynamik, wird durch die folgende Gleichung definiert:
x – Positionsunsicherheit (m)
q – Impulsunsicherheit (m/s)
? – reduzierte Planck-Konstante (1.0545.10 .)−34 J.s)
Das Unschärfenprinzip wird auch auf die Energie und die Zeitspanne eines Körpers angewendet. Uhr:
ΔUnd -Energieunsicherheit (J)
t -Unsicherheit in der Zeit(en)
Angenommen, Sie möchten in einem gegebenen Experiment die Position eines Elektrons. Um seine Position messen zu können, ist es notwendig, dass irgendwie ein Photon in Richtung dieses Elektrons emittiert wird. Wenn jedoch die Photon zurück zum Beobachter reflektiert wird, prallt das Elektron zurück, da das Photon ihm eine kleine Bewegung direkt proportional zu seiner. überträgt Frequenz. Wenn wir die Position dieses Elektrons genauer bestimmen wollen, können wir die Frequenz des Photons erhöhen. Wenn wir dies tun, erhöhen wir jedoch die Bewegungsmenge, die dem Elektron gegeben wird, wodurch die Genauigkeit bei der Messung dieser Größe verloren geht.
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Gelöste Übung zum Unsicherheitsprinzip
Eine extrem genaue Labormessung ist in der Lage, die Position eines Moleküls mit Unsicherheiten in der Größenordnung von zu bestimmen ± 10-15 ich. Was ist nach dem Unsicherheitsprinzip die kleinstmögliche Unsicherheit bei der Messung des Impulses dieses Moleküls?
Auflösung
Das Unsicherheitsprinzip besagt, dass das Produkt aus Orts- und Impulsunsicherheit größer oder gleich der Hälfte der reduzierten Planck-Konstante sein muss:
Nimmt man also den Modul der Positionsunsicherheit (Δx = 10-15) aus der Übung und dem reduzierten Planck-Konstantenmodul (? = 1,0545.10−34 J.s), müssen wir:
Das obige Ergebnis zeigt, dass, selbst wenn das Labor über ein Instrument verfügt, das in der Lage ist, die Bewegung dieses Teilchens mit Fehlern von weniger als zu messen 10-20 ich, ist es nicht möglich, seinen Wert genau zu messen. Somit haben wir immer den oben berechneten Wert als Plus- oder Minus-Abweichung.
Von mir. Rafael Helerbrock
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-principio-incerteza.htm
