O prinsippgirusikkerhet, også kalt Heisenberg usikkerhetsprinsippet, ble først uttalt i 1927, av den tyske fysikeren WernerHeisenberg (1901-1976). Dette prinsippet indikerer at det ikke er mulig å måle, samtidig og med nøyaktighet, direkte relaterte mengder, for eksempel hastighet og posisjon av en kropp.
Seogså: Aspekter av kvanteteori
Usikkerhetsprinsippsammendrag
Usikkerhetsprinsippet forholder seg til to størrelser, for eksempel posisjon og momentum eller energi og tid, gjennom produktet av usikkerheten til målingene som er utført på dem.
I følge usikkerhetsprinsippet, jo mer nøyaktig en kropps posisjon er, desto mindre nøyaktig blir målingen av dens momentum.
Usikkerhetsprinsippet sier at det er umulig for oss å vite, med fullstendig presisjon og samtidig, to relaterte fysiske størrelser, også kalt kanonisk konjugerte størrelser.
Hva er Heisenberg Usikkerhetsprinsipp?
O Heisenbergs usikkerhetsprinsipp er et merkelig teoretisk resultat oppnådd gjennom beregninger i området Kvantemekanikk, hvis grunnlag er akkurat dette prinsippet. Gjennom kunnskap om klassisk fysikk ble det antatt at, å vite startposisjon og hastighet, mer spesifikt mengden bevegelse, av et legeme eller et system av kropper, ville det være mulig å forutsi dets oppførsel i fremtidige øyeblikk. På denne måten ville det være mulig å beregne
stillinger senere, bestemme dens bane, verdier av akselerasjon,hastighet,energi, etc. Usikkerhetsprinsippet viser imidlertid at selv om vi hadde mernødvendig av måleinstrumentene for hånden, ville det ikke være mulig for oss å vite, samtidig og med nøyaktighet, storhet som posisjon og mengdenibevegelse ellerenergi og gå i stykkeritid av samme kropp.Seogså: Mengde bevegelse
Så, i henhold til dette prinsippet, hvis vi kan bestemme posisjon av et legeme med total presisjon, vil vi helt miste mål på dets mengdenibevegelse, siden upresisjonen om det vil bli betraktet som uendelig. På samme måte, hvis vi kan være sikre på hvor mye en kropps bevegelse er, vil det ikke være mulig å kjenne dens posisjon.
Det samme gjelder de store energi og tid: hvis vi vet nøyaktig mengden energi i en partikkel, vil vi miste presisjon i tidsmålinger. På samme måte, hvis vi vet hvor lang tid det tok før en hendelse skjedde med en bestemt partikkel, ville vi miste informasjon om mengden energi som er tilstede i den.
På grunn av usikkerhetsprinsippet er det umulig for kroppens laveste energinivå å være null.
Seogså: Hva er energi?
Ikke alle fysiske størrelser er relatert til hverandre for sin grad av presisjon. Det er for eksempel mulig å bestemme energi og posisjon av en partikkel uten at nøyaktigheten av disse målingene er omvendtproporsjonal hverandre.
I tillegg pålegger usikkerhetsprinsippet at produktet av usikkerheten til to størrelser, som posisjon og momentum, alltid vil være større enn eller lik Planck er konstant (h) delt på 4π. Det er imidlertid vanlig å se ligningen til usikkerhetsprinsippet skrevet med hensyn til Plancks konstant redusert (? = h / 2π).
Heisenbergs usikkerhetsprinsipp, som er relatert til usikkerhetgirposisjon av en kropp med usikkerhet om dens fremdrift, er definert gjennom ligningen nedenfor:
Δx - posisjonsusikkerhet (m)
q - usikkerhet om momentum (m / s)
? - redusert Planck-konstant (1.0545.10−34 J.s)
Usikkerhetsprinsippet brukes også på kroppens energi og tidsperiode. Se:
ΔAnd usikkerhet i energi (J)
t usikkerhet i tid (er)
Anta for eksempel at du i et gitt eksperiment vil måle posisjon av et elektron. For å være i stand til å måle sin posisjon, er det nødvendig at det på en eller annen måte sendes en foton mot dette elektronet. Imidlertid når foton reflekteres tilbake til observatøren, elektronet trekker tilbake, ettersom fotonet overfører en liten bevegelse til den direkte proporsjonalt med dens Frekvens. Hvis vi mer nøyaktig vil bestemme posisjonen til dette elektronet, kan vi øke frekvensen til fotonet. Imidlertid, hvis vi gjør dette, vil vi øke mengden bevegelse gitt til elektronet, og dermed miste presisjonen i å måle denne størrelsen.
Seogså: Hva er strengteori?
Løst øvelse på usikkerhetsprinsippet
En ekstremt nøyaktig laboratoriemåling er i stand til å bestemme posisjonen til et molekyl med måleusikkerhetsfaktorer lik ± 10-15 m. I følge usikkerhetsprinsippet, hva er den minste mulige usikkerheten ved å måle momentet til dette molekylet?
Vedtak
Usikkerhetsprinsippet sier at produktet av posisjonen og momentumusikkerheten må være større enn eller lik halvparten av den reduserte Planck-konstanten:
Dermed tar vi modulen til posisjonsusikkerheten (Δx = 10-15) gitt av øvelsen og den reduserte Planck-konstantmodulen (? = 1,0545.10−34 J.s), må vi:
Resultatet ovenfor indikerer at selv om laboratoriet har et instrument som er i stand til å måle bevegelsesmengden til denne partikkelen med feil mindre enn 10-20 mvil det ikke være mulig å måle verdien nøyaktig. Så vi vil alltid ha verdien beregnet ovenfor som et pluss eller minus avvik.
Av meg. Rafael Helerbrock
Kilde: Brasilskolen - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-principio-incerteza.htm