O princípdávaneistota, tiež nazývaný Heisenbergov princíp neurčitosti, bol prvýkrát uvedený v 1927, nemecký fyzik WernerHeisenberg (1901-1976). Táto zásada naznačuje, že nie je možné merať, súčasne a s presnosť, priamo súvisiace množstvá, ako napr rýchlosť a pozíciu tela.
Pozritiež: Aspekty kvantovej teórie
Zhrnutie princípu neistoty
Princíp neistoty spája dve veličiny, ako je poloha a hybnosť alebo energia a čas, prostredníctvom produktu neistôt meraní, ktoré sa na nich vykonajú.
Podľa princípu neurčitosti platí, že čím presnejšia poloha telesa, tým menej presné je meranie jeho hybnosti.
Princíp neurčitosti uvádza, že je nemožné, aby sme s úplnou presnosťou a súčasne poznali dve súvisiace fyzikálne veličiny, ktoré sa tiež nazývajú kanonicky konjugované veličiny.
Čo je princíp Heisenbergovej neistoty?
O Heisenbergov princíp neurčitosti je zvláštny teoretický výsledok získaný výpočtami v oblasti Kvantová mechanika, ktorého základom je práve tento princíp. Vďaka znalostiam klasickej fyziky sa verilo, že keď poznáme východiskovú pozíciu a rýchlosť, dokážeme viac konkrétne množstvo pohybu tela alebo sústavy telies, je možné predpovedať jeho správanie v budúce okamihy. Týmto spôsobom by bolo možné vypočítať
pozícií neskôr, určenie jeho trajektória, hodnoty zrýchlenie,rýchlosť,energia, atď. Princíp neistoty však ukazuje, že aj keby sme mali viacnevyhnutné meracích prístrojov po ruke, nebolo by možné, aby sme to vedeli, súčasne a s presnosť, veľkosť ako pozíciu a množstvovpohyb prípenergie a prestávkavčas toho istého tela.Pozritiež: Množstvo pohybu
Takže podľa tohto princípu, ak môžeme určiť pozíciu tela s úplnou presnosťou úplne stratíme mieru jeho tela množstvovpohyb, pretože nepresnosť o nej bude považovaná za nekonečnú. Rovnako, ak si môžeme byť istí veľkosťou pohybu tela, nebude možné poznať jeho polohu.
To isté platí pre velikánov energie a čas: ak presne poznáme množstvo energie v častici, stratíme presnosť v časových meraniach. Rovnako tak, ak vieme, ako dlho trvalo, kým sa stala udalosť s konkrétnou časticou, úplne by sme stratili informácie o množstve energie v nej prítomnej.
Kvôli princípu neurčitosti je nemožné, aby najnižšia energetická úroveň tela bola nulová.
Pozritiež: Čo je to energia?
Nie všetky fyzikálne veličiny spolu súvisia pre svoju mieru presnosti. Je možné napríklad určiť energie a pozíciu častice bez presnosti týchto meraní inverzneproporcionálny navzájom.
Princíp neurčitosti navyše predpokladá, že súčin neurčitostí dvoch veličín, ako sú poloha a hybnosť, bude vždy väčší alebo rovný Planckova konštanta (h) delené 4π. Je však bežné vidieť rovnicu princípu neurčitosti napísanú v zmysle Planckovej konštanty znížený (? = h / 2π).
Heisenbergov princíp neurčitosti, ktorý sa týka neistotadávapozíciu tela s neistota jeho hybnosti, je definované pomocou nižšie uvedenej rovnice:
Δx - neistota polohy (m)
q - neistota hybnosti (m / s)
? - znížená Planckova konštanta (1.0545.10−34 J.s)
Princíp neistoty sa uplatňuje aj na energiu a časové rozpätie tela. Pozerať:
ΔAnd neistota v energii (J)
t -neistota v čase (-och)
Predpokladajme napríklad, že v danom experimente chcete zmerať pozíciu elektrónu. Aby bolo možné zmerať jeho polohu, je potrebné, aby nejakým spôsobom bol emitovaný fotón smerom k tomuto elektrónu. Keď však fotón sa odráža späť k pozorovateľovi, elektrón cúva, pretože fotón k nemu prenáša malé množstvo pohybu priamo úmerné jeho frekvencia. Ak chceme presnejšie určiť polohu tohto elektrónu, môžeme zvýšiť frekvenciu fotónu. Ak to však urobíme, zvýšime množstvo pohybu daného elektrónu, čím stratíme presnosť pri meraní tejto veľkosti.
Pozritiež: Čo je to teória strún?
Vyriešené cvičenie na princípe neurčitosti
Extrémne presné laboratórne meranie je schopné určiť polohu molekuly s neurčitosťami v rovnakom poradí ± 10-15 m. Aká je najmenšia možná neistota pri meraní hybnosti tejto molekuly podľa princípu neurčitosti?
Rozhodnutie
Princíp neurčitosti uvádza, že súčin neistôt polohy a hybnosti musí byť väčší alebo rovný polovici redukovanej Planckovej konštanty:
Ak teda vezmeme modul neistoty polohy (Δx = 10-15) poskytované cvičením a redukovaným Planckovým konštantným modulom (? = 1,0545.10−34 J.s), budeme musieť:
Vyššie uvedený výsledok naznačuje, že aj keď má laboratórium nejaký prístroj schopný merať mieru pohybu tejto častice s chybami menšími ako 10-20 m, nebude možné presne zmerať jeho hodnotu. Vyššie vypočítanú hodnotu teda budeme mať vždy ako plus alebo mínus odchýlku.
Mnou. Rafael Helerbrock
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-principio-incerteza.htm