不確定性原理とは何ですか?

O 原理与える不確実性、 ハイゼンベルグの不確定性原理とも呼ばれ、最初に 1927, ドイツの物理学者による ヴェルナーハイゼンベルグ (1901-1976). この原理は、測定することが不可能であることを示しています、 同時に正確さ、 直接関連する数量など 速度 そして ポジション 体の。

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不確定性原理の要約

  • 不確定性原理は、位置と運動量、またはエネルギーと時間などの2つの量を、それらに対して実行された測定の不確定性の積を通じて関連付けます。

  • 不確定性原理によれば、物体の位置が正確であるほど、その運動量の測定は正確ではありません。

  • 不確定性原理は、正準共役量とも呼ばれる2つの関連する物理量を完全な精度で同時に知ることは不可能であると述べています。

ハイゼンベルグの不確定性原理とは何ですか?

O ハイゼンベルグの不確定性原理 の領域での計算によって得られた奇妙な理論的結果です 量子力学、その基礎はまさにこの原則です。 古典物理学の知識を通して、開始位置と速度を知ることで、より多くのことが信じられていました 具体的には、物体または物体のシステムの動きの量、でのその動作を予測することが可能です。 将来の瞬間。 このようにして、計算することが可能になります 位置 後で、 軌道、の値 加速度、速度、エネルギー、 等 しかし、不確定性原理は、たとえ私たちが もっと必要 手元にある測定器の中で、私たちが知ることは不可能でしょう、 同時に正確さ、 のような偉大さ ポジション そして 総額動きまたはエネルギー そして ブレーク時間 同じ体の。

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だから、その原則に従って、私たちが決定することができれば ポジション 完全に正確なボディの場合、その測定値は完全に失われます 総額移動、 それについての不正確さは無限と見なされるからです。 同様に、体の動きの量を確認できれば、その位置を知ることはできません。

同じことが偉人にも当てはまります エネルギー そして 時間: 粒子内のエネルギー量を正確に知っていると、時間測定の精度が失われます。 同様に、特定の粒子でイベントが発生するのにかかる時間がわかっている場合、その粒子に存在するエネルギーの量に関する情報は完全に失われます。

不確定性原理により、物体の最低エネルギーレベルをゼロにすることは不可能です。
不確定性原理により、物体の最低エネルギーレベルをゼロにすることは不可能です。

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すべての物理量が精度の程度で相互に関連しているわけではありません。 たとえば、 エネルギー そしてその ポジション これらの測定の精度がない粒子の 逆に比例 お互い。

さらに、不確定性原理は、位置と運動量などの2つの量の不確定性の積が常に以上になることを課しています。 プランク定数 (h)4πで割った値。 ただし、プランク定数で記述された不確定性原理の方程式を見るのは一般的です。 削減 (? = h /2π)。

ハイゼンベルグの不確定性原理。 不確実性与えるポジション と体の その勢いの不確実性、 以下の式で定義されます。

不確定性原理-1

Δx –位置の不確実性(m)

q – 運動量の不確実性(m / s)

? –プランク定数の減少(1.0545.10−34 J.s)

不確定性原理は、体のエネルギーと期間にも適用されます。 見る:

不確定性原理-2

Δそして -エネルギーの不確実性(J)

t -時間の不確実性

たとえば、特定の実験で、 ポジション 電子の。 その位置を測定できるようにするためには、どういうわけか、この電子に向かって光子が放出される必要があります。 ただし、 光子 光子がその観測者に正比例する少量の運動を転送するときに、電子は反射して観測者に戻ります。 周波数。 この電子の位置をより正確に決定したい場合は、光子の周波数を上げることができます。 ただし、これを行うと、電子に与えられる運動の量が増えるため、この大きさの測定精度が低下します。

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不確定性原理に関する解決された演習

非常に正確な実験室測定では、次数の測定の不確かさが等しい分子の位置を決定できます。 ± 10-15 m. 不確定性原理によると、この分子の運動量を測定する際に考えられる最小の不確定性は何ですか?

解決

不確定性原理は、位置と運動量の不確定性の積は、減少したプランク定数の半分以上でなければならないと述べています。

不確定性原理-1

したがって、位置の不確かさの係数を取る(Δx= 10-15)演習と縮小プランク定数モジュールによって提供されます(? = 1,0545.10−34 J.s)、次のことを行う必要があります。

不確定性原理の計算

上記の結果は、実験室がこの粒子の動きの量を測定できる機器を持っていても、より小さな誤差で 10-20 m、その値を正確に測定することはできません。 したがって、上記で計算された値は常にプラスまたはマイナスの偏差になります。


私によって。ラファエル・ヘラーブロック

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

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