Ο αρχήδίνειαβεβαιότητα, Ονομάστηκε επίσης η αρχή της αβεβαιότητας Heisenberg, δηλώθηκε για πρώτη φορά στο 1927, από τον Γερμανό φυσικό ΒέρνερΧάισενμπεργκ (1901-1976). Αυτή η αρχή δείχνει ότι δεν είναι δυνατόν να μετρηθεί, ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ και με ακρίβεια, άμεσα συνδεδεμένες ποσότητες, όπως ταχύτητα και θέση ενός σώματος.
Κοίταεπίσης: Όψεις της Κβαντικής Θεωρίας
Περίληψη Αρχών Αβεβαιότητας
Η αρχή της αβεβαιότητας σχετίζεται με δύο ποσότητες, όπως η θέση και η ορμή ή η ενέργεια και ο χρόνος, μέσω του προϊόντος των αβεβαιοτήτων των μετρήσεων που πραγματοποιούνται σε αυτές.
Σύμφωνα με την αρχή της αβεβαιότητας, όσο πιο ακριβής είναι η θέση ενός σώματος, τόσο λιγότερο ακριβής είναι η μέτρηση της ορμής του.
Η αρχή της αβεβαιότητας δηλώνει ότι είναι αδύνατο για εμάς να γνωρίζουμε, με απόλυτη ακρίβεια και ταυτόχρονα, δύο σχετικές φυσικές ποσότητες, που ονομάζονται επίσης κανονικά συζευγμένες ποσότητες.
Ποια είναι η αρχή της αβεβαιότητας Heisenberg;
Ο Η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg είναι ένα παράξενο θεωρητικό αποτέλεσμα που λαμβάνεται μέσω υπολογισμών στην περιοχή του
Κβαντική μηχανική, των οποίων η βάση είναι ακριβώς αυτή η αρχή. Μέσω της γνώσης της Κλασικής Φυσικής, πιστεύεται ότι, γνωρίζοντας την αρχική θέση και την ταχύτητα, περισσότερο συγκεκριμένα το μέγεθος της κίνησης, ενός σώματος ή ενός συστήματος σωμάτων, θα ήταν δυνατό να προβλεφθεί η συμπεριφορά του στο μελλοντικές στιγμές. Με αυτόν τον τρόπο, θα ήταν δυνατό να υπολογιστεί θέσεις αργότερα, προσδιορίζοντας το τροχιά, τιμές του επιτάχυνση,ταχύτητα,ενέργεια, και τα λοιπά. Ωστόσο, η αρχή της αβεβαιότητας δείχνει ότι ακόμα κι αν είχαμε το περισσότεροαπαραίτητη των οργάνων μέτρησης στο χέρι, δεν θα ήταν δυνατόν να γνωρίζουμε, ΤΑΥΤΟΧΡΟΝΑ και με ακρίβεια, μεγαλείο σαν θέση και το ποσόσεκίνηση ήενέργεια και Διακοπήσεχρόνος του ίδιου σώματος.Κοίταεπίσης: Ποσότητα κίνησης
Έτσι, σύμφωνα με αυτήν την αρχή, αν μπορούμε να προσδιορίσουμε το θέση ενός σώματος με απόλυτη ακρίβεια, θα χάσουμε εντελώς το μέτρο του το ποσόσεκίνηση, δεδομένου ότι η ανακρίβεια σχετικά με αυτό θα θεωρηθεί άπειρη. Ομοίως, εάν μπορούμε να είμαστε σίγουροι για την ποσότητα κίνησης ενός σώματος, δεν θα είναι δυνατόν να γνωρίζουμε τη θέση του.
Το ίδιο ισχύει και για τους μεγάλους ενέργεια και χρόνος: Αν γνωρίζουμε ακριβώς την ποσότητα ενέργειας σε ένα σωματίδιο, θα χάσουμε την ακρίβεια στις χρονικές μετρήσεις. Ομοίως, αν γνωρίζουμε πόσο καιρό χρειάστηκε να συμβεί ένα συμβάν με ένα συγκεκριμένο σωματίδιο, θα χάναμε εντελώς πληροφορίες σχετικά με την ποσότητα ενέργειας που υπάρχει σε αυτό.
Λόγω της αρχής της αβεβαιότητας, είναι αδύνατο το χαμηλότερο επίπεδο ενέργειας ενός σώματος να είναι μηδέν.
Κοίταεπίσης: Τι είναι η ενέργεια;
Δεν σχετίζονται όλες οι φυσικές ποσότητες μεταξύ τους για τον βαθμό ακρίβειας τους. Είναι δυνατό, για παράδειγμα, να προσδιοριστεί το ενέργεια και το θέση ενός σωματιδίου χωρίς την ακρίβεια αυτών των μετρήσεων αντιστρόφωςαναλογικά ο ένας τον άλλον.
Επιπλέον, η αρχή της αβεβαιότητας επιβάλλει ότι το προϊόν των αβεβαιοτήτων δύο ποσοτήτων, όπως η θέση και η ορμή, θα είναι πάντα μεγαλύτερο ή ίσο με Η σταθερά του Planck (η) διαιρούμενο με 4π. Είναι συνηθισμένο, ωστόσο, να βλέπουμε την εξίσωση της αρχής της αβεβαιότητας να γράφεται ως σταθερή του Planck μειωμένος (? = h / 2π).
Η αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg, η οποία σχετίζεται με αβεβαιότηταδίνειθέση ενός σώματος με το αβεβαιότητα για την ορμή του, ορίζεται μέσω της παρακάτω εξίσωσης:
Δχ - αβεβαιότητα θέσης (m)
q - αβεβαιότητα της ορμής (m / s)
? - μειωμένη σταθερά Planck (1.0545.10−34 J.s)
Η αρχή της αβεβαιότητας εφαρμόζεται επίσης στην ενέργεια και το χρονικό διάστημα ενός σώματος. Παρακολουθώ:
Δ. Και - αβεβαιότητα στην ενέργεια (J)
τ - αβεβαιότητα σε χρόνο
Ας υποθέσουμε, για παράδειγμα, ότι, σε ένα συγκεκριμένο πείραμα, θέλετε να μετρήσετε το θέση ενός ηλεκτρονίου. Για να είναι σε θέση να μετρήσει τη θέση του, είναι απαραίτητο, κατά κάποιον τρόπο, να εκπέμπεται ένα φωτόνιο προς αυτό το ηλεκτρόνιο. Ωστόσο, όταν το φωτόνιο αντανακλάται πίσω στον παρατηρητή, το ηλεκτρόνιο περιστρέφεται, καθώς το φωτονίο μεταφέρει σε αυτό μια μικρή ποσότητα κίνησης ανάλογη προς την συχνότητα. Εάν θέλουμε να προσδιορίσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια τη θέση αυτού του ηλεκτρονίου, μπορούμε να αυξήσουμε τη συχνότητα του φωτονίου. Ωστόσο, εάν το κάνουμε αυτό, θα αυξήσουμε την ποσότητα κίνησης που δίνεται στο ηλεκτρόνιο, χάνοντας έτσι την ακρίβεια στη μέτρηση αυτού του μεγέθους.
Κοίταεπίσης: Τι είναι η θεωρία χορδών;
Επιλύθηκε η άσκηση της αρχής της αβεβαιότητας
Μια εξαιρετικά ακριβής εργαστηριακή μέτρηση είναι σε θέση να προσδιορίσει τη θέση ενός μορίου με αβεβαιότητες μέτρησης της τάξης ίσης με ± 10-15 Μ. Σύμφωνα με την αρχή της αβεβαιότητας, ποια είναι η μικρότερη δυνατή αβεβαιότητα στη μέτρηση της ορμής αυτού του μορίου;
Ανάλυση
Η αρχή της αβεβαιότητας ορίζει ότι το προϊόν της αβεβαιότητας θέσης και ορμής πρέπει να είναι μεγαλύτερο ή ίσο με το ήμισυ της μειωμένης σταθεράς Planck:
Έτσι, λαμβάνοντας το συντελεστή της αβεβαιότητας θέσης (Δx = 10-15) παρέχεται από την άσκηση και τη μειωμένη μονάδα σταθερού Planck (? = 1,0545.10−34 J.s), θα πρέπει:
Το παραπάνω αποτέλεσμα δείχνει ότι, ακόμη και αν το εργαστήριο διαθέτει όργανο ικανό να μετρά την ποσότητα κίνησης αυτού του σωματιδίου με σφάλματα μικρότερα από 10-20 Μ, δεν θα είναι δυνατή η ακριβής μέτρηση της τιμής της. Έτσι, θα έχουμε πάντα την τιμή που υπολογίζεται παραπάνω ως απόκλιση συν ή μείον.
Από εμένα, Rafael Helerbrock
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-principio-incerteza.htm
