Bij het bestuderen van Newtoniaanse mechanica (klassieke mechanica), is het je misschien opgevallen dat het kennen van de startpositie en het moment (massa en snelheid) van alle deeltjes die tot een systeem behoren, kunnen we hun interacties berekenen en voorspellen hoe ze zullen zal gedragen. Voor de kwantummechanica is dit proces echter iets complexer.
Eind jaren twintig formuleerde Heisenberg het zogenaamde onzekerheidsprincipe. Volgens dit principe kunnen we niet precies en gelijktijdig de positie en het momentum van een deeltje bepalen.
Dat wil zeggen, in een experiment kun je niet tegelijkertijd de exacte waarde van de px-momentcomponent van een deeltje bepalen en ook de exacte waarde van de corresponderende coördinaat, X. In plaats daarvan wordt de nauwkeurigheid van onze meting beperkt door het meetproces zelf, op een zodanige manier dat: px. x≥
, waarbij px bekend staat als de onzekerheid van px, en de x-positie op hetzelfde moment is de onzekerheid x. Hier 
(Er staat een schuine streep h) is een vereenvoudigd symbool voor h/2, Waar? H is de constante van Planck.
De reden voor deze onzekerheid is niet een probleem met het apparaat dat wordt gebruikt om fysieke hoeveelheden te meten, maar de aard van materie en licht.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Om bijvoorbeeld de positie van een elektron te kunnen meten, moeten we het zien en daarvoor verlichten (basisprincipe van geometrische optica). Bovendien zal de meting nauwkeuriger zijn naarmate de gebruikte golflengte van het licht korter is. In dit geval zegt de kwantumfysica dat licht wordt gevormd door deeltjes (fotonen), die een energie hebben die evenredig is met de frequentie van dat licht. Daarom moeten we, om de positie van een elektron te meten, erop focussen op een zeer energetisch foton, want hoe hoger de frequentie, hoe korter de golflengte van het foton.
Om het elektron te verlichten, moet het foton er echter tegenaan botsen, en dit proces wordt overgedragen energie naar het elektron, waardoor de snelheid zal veranderen, waardoor het onmogelijk wordt om het momentum te bepalen met precisie.
Dit door Heisenberg voorgestelde principe is alleen van toepassing op de subatomaire wereld, omdat de fotonenergie die wordt overgedragen aan een macroscopisch lichaam niet in staat zou zijn om zijn positie te veranderen.
Door Kléber Cavalcante
Afgestudeerd in natuurkunde
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
CAVALCANTE, Kleber G. "Principe van onzekerheid"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-incerteza.htm. Betreden op 27 juni 2021.
