Pri študiju Newtonove mehanike (klasične mehanike) ste morda opazili, da poznavanje začetnega položaja in trenutka (mase in hitrosti) vseh delcev, ki pripadajo sistemu, lahko izračunamo njihove interakcije in napovemo, kako bodo se bo obnašal. Vendar je za kvantno mehaniko ta postopek nekoliko bolj zapleten.
V poznih dvajsetih letih je Heisenberg oblikoval tako imenovano načelo negotovosti. Po tem principu ne moremo natančno in hkrati določiti položaja in giba delca.
To pomeni, da v eksperimentu ne morete hkrati določiti natančne vrednosti komponente px momenta delca in tudi natančne vrednosti ustrezne koordinate, x. Namesto tega je natančnost našega merjenja omejena s samim postopkom merjenja, in sicer tako, da px. ∆x≥, kjer je px znana kot negotovost ∆px, položaj x v istem trenutku pa je negotovost X. Tukaj (Bere poševno h) je poenostavljeni simbol za h / 2n, Kje H je Planckova konstanta.
Razlog za to negotovost ni težava z napravami, ki se uporabljajo za merjenje fizikalnih veličin, ampak sama narava snovi in svetlobe.
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
Da bi lahko na primer izmerili položaj elektrona, ga moramo videti in ga zato osvetliti (osnovno načelo geometrijske optike). Poleg tega bodo meritve natančnejše, čim krajša bo valovna dolžina uporabljene svetlobe. V tem primeru kvantna fizika pravi, da svetlobo tvorijo delci (fotoni), ki imajo energijo sorazmerno s frekvenco te svetlobe. Zato moramo za merjenje položaja elektrona nanj usmeriti zelo energičen foton, saj večja kot je frekvenca, krajša je valovna dolžina fotona.
Da pa elektron prižge elektron, mora trčiti z njim in ta proces se prenese energijo elektronu, ki bo spremenil njegovo hitrost in onemogočil določitev njegovega giba natančnost.
To načelo, ki ga je predlagal Heisenberg, velja samo za subatomski svet, saj energija fotona, prenesena v makroskopsko telo, ne bi mogla spremeniti svojega položaja.
Avtor Kléber Cavalcante
Diplomiral iz fizike
Bi se radi sklicevali na to besedilo v šolskem ali akademskem delu? Poglej:
CAVALCANTE, Kleber G. "Načelo negotovosti"; Brazilska šola. Na voljo v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-incerteza.htm. Dostop 27. junija 2021.