Heisenbergin epävarmuusperiaate

Opiskellessasi Newtonin mekaniikkaa (klassista mekaniikkaa) saatat huomata, että tietäessäsi lähtöasennon ja -hetken Kaikkien järjestelmään kuuluvien hiukkasten nopeus) voimme laskea niiden vuorovaikutukset ja ennustaa niiden mahdollisuuden käyttäytyy. Kvanttimekaniikalle tämä prosessi on kuitenkin hieman monimutkaisempi.

1920-luvun lopulla Heisenberg muotoili niin kutsutun epävarmuusperiaatteen. Tämän periaatteen mukaan emme voi määrittää tarkasti ja samanaikaisesti hiukkasen sijaintia ja liikemäärää.

Toisin sanoen kokeessa et voi samanaikaisesti määrittää hiukkasen px-momenttikomponentin tarkkaa arvoa ja myös vastaavan koordinaatin tarkkaa arvoa, x. Sen sijaan mittausmenetelmien tarkkuutta rajoittaa itse mittausprosessi siten, että px. ∆x ≥, missä px tunnetaan epävarmuutena ∆px, ja x-sijainti samassa hetkessä on epävarmuus ∆x. Täällä (Se lukee vinoviivaa h) on yksinkertaistettu symboli h / 2n, Missä H on Planckin vakio.

Tämän epävarmuuden syy ei ole ongelma fyysisten määrien mittaamiseen käytetyssä laitteessa, vaan aineen ja valon luonne.

Jotta voimme mitata esimerkiksi elektronin sijaintia, meidän on nähdä se ja sitä varten meidän on sytytettävä se (geometrisen optiikan perusperiaate). Lisäksi mittaus on tarkempi, mitä lyhyempi käytetyn valon aallonpituus on. Tässä tapauksessa kvanttifysiikka sanoo, että valon muodostavat hiukkaset (fotonit), joiden energia on verrannollinen kyseisen valon taajuuteen. Siksi elektronin sijainnin mittaamiseksi meidän on keskityttävä siihen hyvin energinen fotoni, koska mitä korkeampi taajuus, sitä lyhyempi fotonin aallonpituus.

Elektronin sytyttämiseksi fotonin on kuitenkin törmättävä siihen, ja tämä prosessi siirtyy energiaa elektronille, joka muuttaa sen nopeutta, mikä tekee mahdottomaksi määrittää sen momenttia tarkkuus.

Tätä Heisenbergin ehdottamaa periaatetta sovelletaan vain subatomiseen maailmaan, koska makroskooppiseen kappaleeseen siirretty fotonienergia ei pystyisi muuttamaan sijaintiaan.

Kirjoittaja Kléber Cavalcante
Valmistunut fysiikasta

Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-incerteza.htm

Opi maksamaan velkasi ja lisäämään Serasa-pisteitäsi

Brasiliassa asuminen tällä hetkellä on todella monimutkaista, kunhan palkka ei kata edes osaa vel...

read more

Autokoulut loppuvat? CNH: n myöntämismenettelyä voidaan muuttaa pian

Senaattori Kátia Abreun (Progressistas – TO) laatima lakiesitys nro 6485/2019 voi johtaa autokoul...

read more

Naistenpäivän viestejä

On raportoitu, että nainen miehen kylkiluusta sikoitettuna tämä on tarina Eevasta ja Aadamista. N...

read more