O periaateantaaepävarmuus, kutsutaan myös Heisenbergin epävarmuusperiaatteeksi 1927, Saksan fyysikko WernerHeisenberg (1901-1976). Tämä periaate osoittaa, että ei ole mahdollista mitata, samanaikaisesti ja kanssa tarkkuus, suoraan liittyvät määrät, kuten nopeus ja asentoon ruumiin.
Katsomyös: Kvanttiteorian näkökohdat
Epävarmuusperiaatteen yhteenveto
Epävarmuusperiaate liittyy kahteen suureen, kuten asentoon ja momenttiin tai energiaan ja aikaan, niille tehtyjen mittausten epävarmuustekijöiden tuloksen kautta.
Epävarmuusperiaatteen mukaan mitä tarkempi rungon sijainti, sitä epätarkempi sen liikemäärän mittaus.
Epävarmuusperiaatteen mukaan on mahdotonta tietää täysin tarkasti ja samanaikaisesti kahta toisiinsa liittyvää fyysistä suuruutta, joita kutsutaan myös kanonisesti konjugaattimääriksi.
Mikä on Heisenbergin epävarmuuden periaate?
O Heisenbergin epävarmuusperiaate on outo teoreettinen tulos, joka on saatu laskemalla alueen Kvanttimekaniikka, jonka perusta on juuri tämä periaate. Klassisen fysiikan tuntemuksen kautta uskottiin, että tietäen lähtöasennon ja nopeuden enemmän erityisesti liikkeen, kehon tai kehojärjestelmän määrän, olisi mahdollista ennustaa sen käyttäytyminen tulevaisuuden hetkiä. Tällä tavalla olisi mahdollista laskea
paikoissa myöhemmin määrittämällä sen lentorata, arvot kiihtyvyys,nopeus,energia, jne. Epävarmuusperiaate osoittaa kuitenkin, että vaikka meillä olisi lisäätarpeen käsillä olevista mittauslaitteista, emme olisi voineet tietää, samanaikaisesti ja kanssa tarkkuus, suuruus kuten asentoon ja määräsisäänliike taienergiaa ja taukosisäänaika saman ruumiin.Katsomyös: Liikkeen määrä
Joten, tämän periaatteen mukaan, jos voimme määrittää asentoon kehon täydellä tarkkuudella, menetämme sen mitan kokonaan määräsisäänliike, koska epätarkkuutta siitä pidetään loputtomana. Samoin, jos voimme olla varmoja kehon liikkeen määrästä, ei ole mahdollista tietää sen sijaintia.
Sama koskee suuria energiaa ja aika: jos tiedämme tarkasti hiukkasen energiamäärän, menetämme tarkkuuden aikamittauksissa. Samoin, jos tiedämme, kuinka kauan tapahtuman tapahtuminen tietyn hiukkasen kanssa menetti, menetämme kokonaan tiedon siinä olevan energian määrästä.
Epävarmuusperiaatteen vuoksi on mahdotonta, että ruumiin alin energiataso on nolla.
Katsomyös: Mikä on energia?
Kaikki fyysiset suuruudet eivät liity toisiinsa niiden tarkkuuden suhteen. On esimerkiksi mahdollista määrittää energiaa ja asentoon hiukkasten ilman näiden mittausten tarkkuutta käänteisestisuhteellinen toisiaan.
Lisäksi epävarmuusperiaate edellyttää, että kahden suureen, kuten sijainnin ja liikemäärän, epävarmuustekijöiden tulo on aina suurempi tai yhtä suuri kuin Planckin vakio (h) jaettuna 4π: llä. On kuitenkin tavallista nähdä epävarmuusperiaatteen yhtälö kirjoitettuna Planckin vakion muodossa vähennetty (? = h / 2π).
Heisenbergin epävarmuusperiaate, joka liittyy epävarmuusantaaasentoon ruumiin kanssa epävarmuus sen vauhdista, määritetään alla olevan yhtälön avulla:
Δx - sijainnin epävarmuus (m)
q - momentin epävarmuus (m / s)
? - pienennetty Planck-vakio (1.0545.10−34 J.s)
Epävarmuusperiaatetta sovelletaan myös kehon energiaan ja aikajaksoon. Katsella:
Ja -energian epävarmuus (J)
t -varmuus ajassa (s)
Oletetaan esimerkiksi, että tietyssä kokeessa haluat mitata asentoon elektronin. Jotta sen sijainti voidaan mitata, on välttämätöntä, että jotenkin fotoni säteilee kohti tätä elektronia. Kuitenkin, kun fotoni heijastuu takaisin tarkkailijalle, elektroni palautuu, kun fotoni siirtää sille pienen määrän liikettä, joka on suoraan verrannollinen sen taajuus. Jos haluamme määrittää tarkemmin tämän elektronin sijainnin, voimme lisätä fotonin taajuutta. Kuitenkin, jos teemme tämän, lisäämme elektronille annettavan liikkeen määrää menettämättä tarkkuutta tämän suuruuden mittauksessa.
Katsomyös: Mikä on merkkijonoteoria?
Ratkaistu harjoitus epävarmuusperiaatteella
Erittäin tarkka laboratoriomittaus pystyy määrittämään molekyylin sijainnin, jonka mittausepävarmuus on yhtä suuri ± 10-15 m. Mikä on epävarmuusperiaatteen mukaan pienin mahdollinen epävarmuus tämän molekyylin liikemäärän mittauksessa?
Resoluutio
Epävarmuusperiaatteen mukaan sijainnin ja momentin epävarmuuksien tuloksen on oltava suurempi tai yhtä suuri kuin puolet pienennetystä Planckin vakiosta:
Siten ottamalla paikan epävarmuuden moduuli (Δx = 10-15), jonka harjoittelu ja pienennetty Planck-vakiomoduuli (? = 1,0545.10−34 J.s), meidän on
Yllä oleva tulos osoittaa, että vaikka laboratoriossa olisi instrumentti, joka pystyy mittaamaan tämän hiukkasen liikemäärän pienemmillä virheillä 10-20 m, sen arvoa ei voida mitata tarkasti. Joten yllä oleva laskettu arvo on aina plus- tai miinuspoikkeama.
Minun luona. Rafael Helerbrock
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-principio-incerteza.htm