O principasduodaneapibrėžtumas, taip pat vadinamas Heisenbergo neapibrėžtumo principu, pirmą kartą buvo nurodytas 1927, vokiečių fiziko VernerisHeisenbergas (1901-1976). Šis principas rodo, kad neįmanoma išmatuoti, tuo pačiu metu ir su tikslumas, tiesiogiai susiję kiekiai, pvz greitis ir poziciją kūno.
Pažiūrėktaip pat: Kvantinės teorijos aspektai
Neapibrėžtumo principo santrauka
Neapibrėžtumo principas susieja du dydžius, tokius kaip padėtis ir impulsas, arba energija ir laikas, per jų atliktų matavimų neapibrėžčių sandaugą.
Pagal neapibrėžtumo principą, kuo tikslesnė kūno padėtis, tuo mažiau tikslus jo impulso matavimas.
Neapibrėžtumo principas teigia, kad mums neįmanoma tiksliai ir tuo pačiu metu žinoti dviejų susijusių fizinių dydžių, dar vadinamų kanoniškai konjuguotais dydžiais.
Kas yra Heisenbergo neapibrėžtumo principas?
O Heisenbergo neapibrėžtumo principas yra keistas teorinis rezultatas, gautas atliekant skaičiavimus Kvantinė mechanika, kurio pagrindas yra būtent šis principas. Per žinant klasikinę fiziką buvo tikima, kad, žinant pradinę padėtį ir greitį, dar daugiau konkrečiai judesio, kūno ar kūnų sistemos dydį, būtų galima numatyti jo elgesį ateities akimirkos. Tokiu būdu būtų galima apskaičiuoti
pozicijas vėliau, nustatant jo trajektorija, vertės pagreitis,greitis,energija, ir kt. Tačiau neapibrėžtumo principas rodo, kad net jei ir turėtume daugiaubūtina matuojamų prietaisų, negalėtume žinoti, tuo pačiu metu ir su tikslumas, didybė kaip poziciją ir kiekisįjudėjimas arbaenergijos ir pertraukaįlaikas to paties kūno.Pažiūrėktaip pat: Judėjimo kiekis
Taigi, pagal tą principą, jei mes galime nustatyti poziciją kūno tikslumu, mes visiškai prarasime jo matą kiekisįjudėjimas, nes netikslumas dėl jo bus laikomas begaliniu. Panašiai, jei galime būti tikri dėl kūno judėjimo kiekio, nebus įmanoma žinoti jo padėties.
Tas pats pasakytina ir apie didžiuosius energijos ir laikas: jei tiksliai žinome energijos kiekį dalelėje, laiko matavimuose prarasime tikslumą. Panašiai, jei žinotume, kiek laiko užtruko įvykis su tam tikra dalele, mes visiškai prarastume informaciją apie joje esančio energijos kiekį.
Dėl neapibrėžtumo principo neįmanoma, kad žemiausias kūno energijos lygis būtų lygus nuliui.
Pažiūrėktaip pat: Kas yra energija?
Ne visi fiziniai dydžiai yra tarpusavyje susiję dėl jų tikslumo laipsnio. Pavyzdžiui, galima nustatyti energijos ir poziciją dalelės tikslumas neatliekant šių matavimų atvirkščiaiproporcingas vienas kitą.
Nesustokite dabar... Po reklamos yra daugiau;)
Be to, neapibrėžtumo principas numato, kad dviejų dydžių, tokių kaip padėtis ir impulsas, neapibrėžčių sandauga visada bus didesnė arba lygi Plancko nuolatinis h) padalinta iš 4π. Tačiau įprasta matyti neapibrėžtumo principo lygtį, parašytą Plancko konstanta sumažintas (? = h / 2π).
Heisenbergo neapibrėžtumo principas, susijęs su neapibrėžtumasduodapoziciją kūno su jo impulso neapibrėžtumas, yra apibrėžtas pagal žemiau pateiktą lygtį:
Δx - padėties neapibrėžtumas (m)
q - impulso neapibrėžtis (m / s)
? - sumažinta Planko konstanta (1.0545.10−34 J.s)
Neapibrėžtumo principas taip pat taikomas kūno energijai ir laiko trukmei. Žiūrėti:
ΔIr - netikrumas energijoje (J)
t - netikrumas laike (-uose)
Tarkime, pavyzdžiui, kad atlikdami eksperimentą norite išmatuoti poziciją elektrono. Norint išmatuoti jo padėtį, būtina, kad kažkaip šio elektrono link būtų išskiriamas fotonas. Tačiau kai fotonas atsispindi stebėtojui, elektronas atsitraukia, kai fotonas perduoda jam nedidelį judesio kiekį, tiesiogiai proporcingą jo dažnis. Jei norime tiksliau nustatyti šio elektrono padėtį, galime padidinti fotono dažnį. Tačiau jei tai padarysime, padidinsime elektronui suteikiamą judesio kiekį, taip prarandant tikslumą matuojant šį dydį.
Pažiūrėktaip pat: Kas yra stygų teorija?
Išspręstas netikrumo principo pratimas
Itin tikslus laboratorinis matavimas gali nustatyti molekulės padėtį su neapibrėžtumu lygiomis eilėmis ± 10-15 m. Pagal neapibrėžtumo principą, kokia yra mažiausia įmanoma neapibrėžtis matuojant šios molekulės impulsą?
Rezoliucija
Neapibrėžtumo principas teigia, kad padėties ir impulso neapibrėžčių sandauga turi būti didesnė arba lygi pusei sumažintos Plancko konstantos:
Taigi, imant padėties neapibrėžties modulį (Δx = 10-15), kurią teikia pratimas ir sumažintas Plancko pastovus modulis (? = 1,0545.10−34 J.s), turėsime:
Aukščiau pateiktas rezultatas rodo, kad net jei laboratorija turi kokį nors prietaisą, galintį išmatuoti šios dalelės judėjimo dydį su mažesnėmis paklaidomis 10-20 m, nebus įmanoma tiksliai išmatuoti jo vertės. Taigi aukščiau apskaičiuotą vertę visada turėsime kaip pliuso arba minuso nuokrypį.
Mano. Rafaelis Helerbrockas
