Miksi Heisenbergin epävarmuusperiaate ei ole merkittävä, kun kuvataan makroskooppista objektikäyttäytymistä?

Perusajatuksena on, että mitä pienempi kohde saa, sitä enemmän kvanttimekaanista se saa. Se on, että Newtonin mekaniikka ei pysty kuvaamaan sitä. Aina kun voimme kuvata tavaraa käyttäen jotain voimaa ja vauhtia ja olla varma siitä, se on silloin, kun kohde on havaittavissa. Et voi todellakaan tarkkailla elektronia whizzingin ympärillä, ja et voi tarttua riehunutta protonia verkossa. Joten nyt on aika määritellä havaittavissa oleva.

Seuraavat ovat kvanttimekaaniset havainnot:

asento

vauhti

Mahdollinen energia

Kineettinen energia

Hamiltonilainen (kokonaisenergia)

Kulmainen momentti

Jokaisella on oma toimijoiden, kuten vauhtia # (- ih) / (2pi) d / (dx) # tai Hamiltonin olento # -H ^ 2 / (8pi ^ 2m) delta ^ 2 / (deltaX ^ 2) # yksiulotteinen väistämätön raja äärettömän korkeilla seinillä (partikkeli "laatikossa").

Kun näitä operaattoreita käytetään toisiinsa ja voit siirtää niitä, voit tarkkailla molempia vastaavia havaintoja kerralla. Kvanttimekaniikan kuvaus Heisenbergin epävarmuusperiaate on seuraava (parafrasoitu):

Jos ja vain jos # hatx, hatp = hatxhatp - hatphatx = 0 #samanaikaisesti voidaan havaita sekä sijainti että vauhti. Muussa tapauksessa jos varmuus on hyvä, toisen epävarmuus on liian suuri riittävän varmuuden takaamiseksi.

Katsotaanpa, miten se toimii. Paikannusoperaattori on juuri silloin, kun kerrot # X #. Jännitysoperaattori on, kuten edellä todettiin, # (- ih) / (2pi) d / (dx) #, mikä tarkoittaa, että otat johdannaisen ja kerrotaan sitten # (- ih) / (2pi) #. Katsotaanpa, miksi he eivät liiku:

#x (- ih) / (2pi) d / (dx) - (-ih) / (2pi) d / (dx) x = 0?

Käytä x: tä ottamalla sen ensimmäisen johdannaisen kertomalla # (Ih) / (2pi) #ja muuttuvat # - (- u) # että # + U #.

#cancel (x (- ih) / (2pi) d / (dx) 1) + (ih) / (2pi) = 0?

Voi, katso sitä! 1: n johdannainen on 0! Joten tiedät mitä #x * (- ih) / (2pi) * 0 = 0 #.

Ja me tiedämme, että se ei voi olla yhtä suuri kuin 0.

# (ih) / (2pi)! = 0 #

Joten se tarkoittaa, että asema ja vauhti eivät liiku. Mutta tämä on vain ongelma jotain elektronia (niin, fermion), koska:

- Elektronit ovat erottamattomia keskenään

- Elektronit ovat pieniä ja erittäin kevyitä

- Elektronit voivat tunnelin

- Elektronit toimivat kuten aaltoja ja hiukkasia

Mitä suurempi kohde on, sitä varmemmin voimme olla, että se noudattaa fysiikan standardilainsäädäntöä, joten Heisenbergin epävarmuusperiaate koskee vain niitä asioita, joita emme voi helposti havaita.