A Newtoni mechanika (klasszikus mechanika) tanulmányozása során észrevehette, hogy ismeri a kiindulási helyzetet és a pillanatot (tömeg és tömeg) a rendszerhez tartozó összes részecske sebessége) kiszámíthatjuk kölcsönhatásukat és megjósolhatjuk, hogyan fognak viselkedni fog. A kvantummechanika számára azonban ez a folyamat egy kicsit összetettebb.
Az 1920-as évek végén Heisenberg megfogalmazta az úgynevezett bizonytalanság elvét. Ezen elv szerint nem tudjuk pontosan és egyszerre meghatározni egy részecske helyzetét és lendületét.
Vagyis egy kísérlet során nem lehet egyszerre meghatározni a részecske px-momentum komponensének pontos értékét és a megfelelő koordináta pontos értékét sem, x. Ehelyett a mérésünk pontosságát maga a mérési folyamat korlátozza, oly módon, hogy px. ∆x≥, ahol a px a ∆px, és az x pozíció ugyanabban a pillanatban a bizonytalanság ∆x. Itt van (Vágott h-val olvasható) a leírás egyszerűsített szimbóluma h / 2n, Hol H Planck állandója.
Ennek a bizonytalanságnak az oka nem a fizikai mennyiségek mérésére használt készülék problémája, hanem az anyag és a fény természete.
Ahhoz, hogy mérni tudjuk például az elektron helyzetét, látnunk kell azt, és ehhez meg kell világítanunk (a geometriai optika alapelve). Ezenkívül a mérés annál pontosabb lesz, minél rövidebb a felhasznált fény hullámhossza. Ebben az esetben a kvantumfizika azt mondja, hogy a fényt részecskék (fotonok) alkotják, amelyek energiája arányos a fény frekvenciájával. Ezért egy elektron helyzetének méréséhez nagyon energikus fotont kell összpontosítanunk rá, mivel minél nagyobb a frekvencia, annál rövidebb a foton hullámhossza.
Az elektron meggyújtásához azonban a fotonnak ütköznie kell vele, és ez a folyamat átkerül energia az elektronnak, amely megváltoztatja sebességét, lehetetlenné téve annak impulzusának meghatározását pontosság.
Ez a Heisenberg által javasolt elv csak a szubatomi világra vonatkozik, mivel a makroszkopikus testbe átvitt fotonenergia nem lenne képes megváltoztatni helyzetét.
Írta: Kléber Cavalcante
Fizikából végzett
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-incerteza.htm