ハイゼンベルグの不確定性原理

ニュートン力学(古典力学)を研究していると、開始位置とモーメント(質量とモーメント)を知っていることに気づいたかもしれません。 システムに属するすべての粒子の速度)、それらの相互作用を計算し、それらがどのようになるかを予測することができます 動作します。 ただし、量子力学の場合、このプロセスはもう少し複雑です。

1920年代後半、ハイゼンベルグはいわゆる不確定性原理を策定しました。 この原理によれば、粒子の位置と運動量を正確かつ同時に決定することはできません。

つまり、実験では、粒子のpxモーメント成分の正確な値と、対応する座標の正確な値を同時に決定することはできません。 バツ。 代わりに、測定の精度は、測定プロセス自体によって制限されます。 px。 ∆x≥、ここで、pxはの不確実性として知られています ∆px、および同じ瞬間のx位置は不確実性です ∆x. ここに (スラッシュhと表示されます)は、の簡略化された記号です。 h / 2n、 どこ H プランク定数です。

この不確実性の理由は、物理量を測定するために使用される装置の問題ではなく、物質と光の性質そのものにあります。

たとえば、電子の位置を測定できるようにするには、電子を確認する必要があります。そのためには、電子に光を当てる必要があります(幾何光学の基本原理)。 さらに、使用する光の波長が短いほど、測定はより正確になります。 この場合、量子物理学によれば、光は粒子(光子)によって形成され、粒子(光子)はその光の周波数に比例したエネルギーを持っています。 したがって、電子の位置を測定するには、非常にエネルギーの高い光子に焦点を合わせる必要があります。周波数が高いほど、光子の波長が短くなるからです。

ただし、電子を照らすには、光子が電子と衝突する必要があり、このプロセスが転送されます 電子へのエネルギー。これにより速度が変化し、次の運動量を決定できなくなります。 精度。

ハイゼンベルグによって提案されたこの原理は、巨視的な物体に伝達された光子エネルギーがその位置を変えることができないため、素粒子の世界にのみ適用されます。

KléberCavalcante著
物理学を卒業

ソース: ブラジルの学校- https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-incerteza.htm

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