Mis on määramatuse põhimõte?

O põhimõttelannabebakindlus, mida nimetatakse ka Heisenbergi määramatuse printsiibiks, öeldi esmakordselt aastal 1927, saksa füüsiku poolt WernerHeisenberg (1901-1976). See põhimõte näitab, et pole võimalik mõõta samaaegselt ja koos täpsus, otseselt seotud kogused, näiteks kiirus ja asend keha.

Vaataka: Kvantteooria aspektid

Määramatuse põhimõtte kokkuvõte

• Määramatuse põhimõte seob neile tehtud mõõtmiste määramatuse korrutise kaudu kahte suurust, näiteks positsiooni ja impulssi või energia ja aja.

• Määramatuse printsiibi kohaselt on keha täpsem asukoht, seda vähem on selle impulsi mõõtmine.

• Määramatuse põhimõte ütleb, et meil on võimatu täieliku täpsuse ja samal ajal teada kahte seotud füüsikalist suurust, mida nimetatakse ka kanooniliselt konjugeeritud suurusteks.

Mis on Heisenbergi ebakindluse põhimõte?

O Heisenbergi ebakindluse põhimõte on kummaline teoreetiline tulemus, mis saadakse arvutuste abil piirkonnas Kvantmehaanika, mille aluseks on täpselt see põhimõte. Klassikalise füüsika tundmise kaudu usuti, et teades stardipositsiooni ja kiirust, veel enamat konkreetselt keha või kehade süsteemi liikumise suurust, oleks võimalik ennustada selle käitumist tulevased hetked. Nii oleks võimalik arvutada

positsioonid hiljem, määrates selle trajektoor, väärtused kiirendus,kiirus,energia, jne. Kuid ebakindluse põhimõte näitab, et isegi kui meil oleks rohkemvajalik olemasolevatest mõõteriistadest ei oleks meil võimalik teada, samaaegselt ja koos täpsus, ülevus nagu asend ja kogusaastalliikumine võienergia ja murdaaastalaeg sama keha.

Vaataka: Liikumise kogus

Niisiis, vastavalt sellele põhimõttele, kui saame kindlaks teha asend keha täieliku täpsusega kaotame selle mõõtme täielikult kogusaastalliikumine, kuna selle ebatäpsust peetakse lõpmatuks. Samamoodi, kui võime olla kindlad keha liikumise suuruses, ei ole võimalik selle asukohta teada.

Sama kehtib suurte kohta energia ja aeg: kui teame täpselt osakese energia hulka, kaotame aja mõõtmisel täpsuse. Samamoodi, kui teame, kui kaua kulus konkreetse osakesega sündmuse tekkimiseks, kaotaksime täielikult teabe selles sisalduva energia hulga kohta.

Ebakindluse põhimõtte tõttu on võimatu, et keha madalaim energiatase oleks null.

Vaataka: Mis on energia?

Kõik füüsikalised suurused pole nende täpsusastme poolest omavahel seotud. Võimalik on näiteks määrata energia ja asend osakese mõõtmistäpsus pole tagurpidiproportsionaalne üksteist.

Lisaks sellele määrab määramatuse põhimõte, et kahe suuruse, näiteks positsiooni ja impulssi, määramatuste korrutis on alati suurem või võrdne Plancki konstant h) jagatud 4π-ga. On tavaline, et Plancki konstandi järgi on kirjutatud määramatuse printsiibi võrrand vähendatud (? = h / 2π).

Heisenbergi ebakindluse põhimõte, mis on seotud ebakindlusannabasend keha kehaga ebakindlus selle hoogu, on määratletud järgmise valemi kaudu:

Δx - asukoha määramatus (m)

q - impulssi määramatus (m / s)

? - vähendatud Plancki konstant (1.0545.10⁻³⁴ J.s)

Määramatuse põhimõtet rakendatakse ka keha energia ja ajavahemiku suhtes. Vaata:

Ja -kindlus energias (J)

t - ebakindlus aja (de) s

Oletame näiteks, et soovite antud katses mõõta asend elektroni. Selle asukoha mõõtmiseks on vaja, et kuidagi eralduks selle elektroni suunas footon. Kui aga footon peegeldub vaatlejale tagasi, elektron tagasitõmbub, kui footon kannab talle üle väikese koguse liikumist, mis on otseselt proportsionaalne tema sagedus. Kui tahame selle elektroni asukohta täpsemalt määrata, saame footoni sagedust suurendada. Kuid kui me seda teeme, suurendame elektronile antud liikumise hulka, kaotades nii selle täpsuse mõõtmise täpsuse.

Vaataka: Mis on stringiteooria?

Lahendatud harjutus määramatuse põhimõttel

Äärmiselt täpne laborimõõtmine võimaldab määrata molekuli positsiooni, mille mõõtemääramatused on suurusjärgus ± 10^-15 m. Mis on määramatuse printsiibi järgi selle molekuli impulssi mõõtmisel võimalikult väike määramatus?

Resolutsioon

Määramatuse põhimõte väidab, et positsiooni ja impulsimomendi ebakindluse korrutis peab olema suurem või võrdne poole vähendatud Plancki konstandist:

Seega, võttes positsiooni määramatuse mooduli (Δx = 10^-15), mille andis harjutus ja vähendatud Plancki konstantmoodul (? = 1,0545.10⁻³⁴ J.s), peame:

Ülaltoodud tulemus näitab, et isegi kui laboril on instrument, mis suudab mõõta selle osakese liikumise suurust väiksemate vigadega kui 10^-20 m, pole selle väärtust võimalik täpselt mõõta. Nii et ülaltoodud arvutatud väärtus on meil alati pluss või miinus kõrvalekaldena.

Minu poolt. Rafael Helerbrock

Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-principio-incerteza.htm