Mikä on Heisenbergin epävarmuusperiaate?

Mikä on Heisenbergin epävarmuusperiaate?
Anonim

Siinä todetaan, että tietyt ilmiön tekijät ovat toisiaan täydentäviä: jos tiedät paljon yhdestä tekijästä, tiedät vähän muista.

Heisenberg puhui tästä tietyn nopeuden ja sijainnin omaavan hiukkasen yhteydessä. Jos tiedät nopeuden hyvin tarkasti, et tiedä paljon partikkelin sijainnista. Se toimii myös toisin päin: jos tiedät hiukkasen sijainnin tarkasti, et voi kuvata tarkasti hiukkasen nopeutta.

(Lähde: mitä muistan kemian luokasta. En ole täysin varma, onko tämä oikein.)

Kvanttimekaaniselle (itty-bitty / subatomic) hiukkaselle, kuten elektronille, Heisenbergin epävarmuusperiaate sovelletaan merkittävällä tavalla väittäen, että:

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

Mitä tämä sanoo on, että tuote Asennon keskihajonta # Sigma_x # ja vauhtia n keskihajonta # Sigma_p # on liian suuri tehdä varmoja päätöksiä elektronin tilastoista, kun tuote on # Sigma_xsigma_p # on yläpuolella # (6.626xx10 ^ (- 34) "J" * "s") / (4pi) #.

Tämä on tärkein lausunto --- se mitä tarkemmin tiedät elektronin sijainnin, sitä vähemmän tarkasti tiedät sen vauhdin, ja päinvastoin.

Tai voit sanoa sen et voi tarkkailla molempia samanaikaisesti hyvällä varmuudella.

Yksin, he voivat olla alle # H / (4pi) #, mutta kerrottuna, he eivät ehkä ole. Tämä kuvaa, miksi voida tarkkaile yksi kerrallaan.

Elektronille käyttäen ""Partikkeli laatikossa"malli (elektroni / hiukkas kemiallisessa järjestelmässä / laatikossa) on esimerkiksi määritetty, että:

#color (vihreä) (sigma_xsigma_p = väri (sininen) (h / (4pi)) sqrt ((n ^ 2pi ^ 2) / 3 - 2)) #

missä # N # on periaatekvanttimäärä, jonka olet oppinut yleiskemiassa, ja # H # on Planckin vakio tavalliseen tapaan.

Voit kertoa, että käyttämällä pienintä arvoa #n = 1 # (jäljempänä alin energian taso ja parhaat mahdollinen kvanttimekaaninen tila), me vielä täyttävät ehdot:

# väri (sininen) (sigma_xsigma_p) = h / (4pi) sqrt ((pi ^ 2) / 3 - 2) väri (sininen) (> = h / (4pi)) #

siitä asti kun:

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

Sitä vastoin normaalien esineiden, kuten baseball-pallojen ja koripallojen, epävarmuustekijät ovat niin alhaiset, että voimme varma varmuudella sanoa, mitkä ovat heidän asemansa ja vauhdinsa pääasiassa niiden koon vuoksi, mikä antaa heille vähäiset aaltomuodot.