מהו עיקרון אי-הוודאות של הייזנברג?

מהו עיקרון אי-הוודאות של הייזנברג?
Anonim

זה אומר כי גורמים מסוימים של התופעה הם משלימים: אם אתה יודע הרבה על אחד הגורמים, אתה יודע מעט על אחרים.

הייזנברג דיבר על כך בהקשר של חלקיק בעל מהירות ומיקום מסוימים. אם אתה יודע את מהירות מאוד מדויק, אתה רגיל יודע הרבה על המיקום של החלקיקים. זה גם עובד בכיוון ההפוך: אם אתה יודע את המיקום של חלקיק דווקא, אתה לא תוכל לתאר במדויק את המהירות של החלקיקים.

(מקור: מה שאני זוכר מהכימיה, אני לא בטוח אם זה נכון).

עבור מכני קוונטי (itty-bitty / subatomic) חלקיק כגון אלקטרון, עקרון האי-ודאות של הייזנברג חלה באופן משמעותי על מנת לטעון כי:

#color (כחול) (sigma_xsigma_p> = h / (4pi)) #

מה זה אומר כי המוצר של מיקום סטיית תקן # sigma_x # וה מומנטום סטיית תקן # sigma_p # J גדול מדי כדי להפוך את הבדיקות בטוח לגבי הסטטיסטיקה של האלקטרון כאשר המוצר # sigma_xsigma_p # הוא מעל # (6.626xx10 ^ (- 34) "J" * "s") / (4pi) # #.

זוהי ההצהרה העיקרית --- כי ככל שתדע בדיוק את מיקומו של אלקטרון, כך אתה יודע בדיוק את המומנטום שלה, ולהיפך.

או, אתה יכול להגיד את זה אתה לא יכול לצפות בו זמנית בוודאות טובה.

לבד, הם עשויים להיות תחת # h / (4pi) #, אבל כפול, הם אולי לא. זה מתאר מדוע אתה פחית להתבונן בזה אחר זה.

עבור האלקטרון באמצעות "חלקיקים בתיבה"מודל (אלקטרונים / חלקיקים במערכת כימית / תיבה), למשל, נקבע כי:

# צבע (ירוק) (sigma_xsigma_p = צבע (כחול) (h / 4pi)) sqrt (n = 2pi ^ 2) / 3 - 2)) #

איפה # n # הוא המספר הקוונטי העיקרי שלמדת בכימיה כללית, ו # h # הוא פלאנק קבוע כרגיל.

אתה יכול להגיד את זה עם הערך הנמוך ביותר באמצעות #n = 1 #הנמוך ביותר רמת האנרגיה הטוב ביותר מצב מכני אפשרי קוונטי), אנחנו עדיין לספק את המצב:

# (צבע כחול) (sigma_xsigma_p) = h / (4pi) sqrt (pi ^ 2) / 3 - 2) צבע (כחול) (> = h / (4pi)) #

מאז:

# sqrt (pi ^ 2) / 3 - 2) ~ ~ 1.136> 1 #

לעומת זאת, חוסר הוודאות של אובייקטים נורמליים כמו כדורי כדורים וכדורי סלסול נמוכים כל כך, עד שאפשר לומר בוודאות טובה מה העמדות והמומנטיקה שלהם, בעיקר בגלל גודלם, נותן להם מאפיינים גליים זניחים.