עקרון אי הוודאות של הייזנברג

בלימודי מכניקה ניוטונית (מכניקה קלאסית) יתכן ששמתם לדעת כי עמדת המוצא והרגע (מסה ו מהירות) של כל החלקיקים השייכים למערכת, אנו יכולים לחשב את יחסי הגומלין שלהם ולנבא כיצד הם יהיו יתנהג. עם זאת, עבור מכניקת הקוונטים, תהליך זה מורכב מעט יותר.

בסוף שנות העשרים ניסח הייזנברג את עקרון אי-הוודאות כביכול. על פי עקרון זה, איננו יכולים לקבוע במדויק ובמקביל את המיקום והמומנטום של חלקיק.

כלומר, בניסוי אינך יכול לקבוע בו זמנית את הערך המדויק של רכיב רגע הפיקסלים של החלקיק וגם את הערך המדויק של הקואורדינטה המתאימה, איקס. במקום זאת, דיוק המדידה שלנו מוגבל על ידי תהליך המדידה עצמו, באופן כזה ש- px. ∆x≥, שם px ידוע כחוסר הוודאות של ∆px, ומיקום ה- x באותו רגע הוא חוסר הוודאות ∆x. פה (זה קורא חותך) הוא סמל פשוט עבור h / 2n, איפה ה הוא הקבוע של פלאנק.

הסיבה לאי הוודאות הזו אינה בעיה במנגנון המשמש למדידת כמויות פיזיקליות, אלא בטבע החומר והאור.

כדי שנוכל למדוד את מיקום האלקטרון, למשל, עלינו לראות אותו ולשם כך עלינו להדליק אותו (עיקרון בסיסי של אופטיקה גיאומטרית). יתר על כן, המדידה תהיה מדויקת יותר ככל שאורך הגל של האור יהיה קצר יותר. במקרה זה, הפיזיקה הקוונטית אומרת כי האור נוצר על ידי חלקיקים (פוטונים), אשר אנרגיה פרופורציונאלית לתדר אותו אור. לכן, כדי למדוד את מיקום האלקטרון עלינו להתמקד בו פוטון אנרגטי מאוד, מכיוון שככל שהתדר גבוה יותר כך אורך הגל של הפוטון קצר יותר.

עם זאת, כדי להדליק את האלקטרון, הפוטון צריך להתנגש בו, ותהליך זה מועבר אנרגיה לאלקטרון, שתשנה את מהירותו, מה שלא יאפשר לקבוע את המומנטום שלה באמצעות דיוק.

עיקרון זה שהציע הייזנברג חל רק על העולם התת אטומי, מכיוון שאנרגיית הפוטונים המועברת לגוף מקרוסקופי לא תוכל לשנות את עמדתה.

מאת קלבר קוולקנטה
בוגר פיזיקה

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-incerteza.htm

איך לענות על השאלה 'מהי החולשה הכי גדולה שלך?' בראיון

בראיון עבודה, השאלה "מהי החולשה הגדולה ביותר שלך?" יכול לגרום לחשש ואי נוחות. עם זאת, זה חיוני כד...

read more
האם המוח שלך מספיק מהיר לאתגר האות H תוך 15 שניות?

האם המוח שלך מספיק מהיר לאתגר האות H תוך 15 שניות?

טריקים חזותיים עם אשליות אופטיות בודקים את הכישורים הקוגניטיביים והוויזואליים של אנשים. אשליה אופ...

read more

4 דרכים לזהות סביבת עבודה גרועה במהלך הראיון

אחד ראיון עבודה זו לא רק הזדמנות למעסיק להכיר אותך, אלא גם רגע בשבילך להבין את תרבות החברה ולהחלי...

read more