Heisenberg ubestemthedsprincip - døren til mikroverden

click fraud protection

Da den unge Max Planck fortalte sin lærer, at han ønskede at fortsætte med at engagere sig i teoretisk fysik, han smilede og forsikrede ham om, at bare der forskerne har intet at gøre - ". Rydde op i rough" der kun varAk!Gennem indsatsen fra Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödinger og andre. Alt er på hovedet, og så grundigt, at siden ikke kommer tilbage, og forud for vejen.Endvidere - mere, midt i den generelle kaosteori pludselig dukker, f.eks Heisenbergs usikkerhed.Som de siger, det er bare ikke nok.Ved årsskiftet 19-20 århundreder, har forskerne åbnet døren til det ukendte område elementarpartikler, og der er den sædvanlige newtonsk mekanik mislykkedes.

Det ser ud til, at "før" alt er godt - at den fysiske krop, så dets koordinater.I "normal fysik", kan du altid tage en pil og præcist "poke" i sin "normale" emne, selv bevæger sig.Slip teoretisk udelukket - Newtons love ikke laver fejl.Men formålet med undersøgelsen bliver mindre - korn, molekyle, atom.Først fade præcise konturer af objektet, og derefter i sin beskrivelse synes probabilistiske estimater af gennemsnitskurser for gasmolekylerne, og endelig koordinaterne af molekylet bliver "gennemsnitlige", men gassen molekylet kan sige er enten her eller der, men mest sandsynligtet sted i dette område.Det vil tage tid, og vil løse problemet med Heisenberg usikkerhed, men dengang som nu ... Prøv at få en "teoretisk boom" i objektet, hvis det er "i den mest sandsynlige oprindelse."Begynder?Og hvilken slags objekt, hvad hans størrelse, form?Der var flere spørgsmål end svar.

Og hvad atomet?Nå nu kendt planetarisk model blev foreslået i 1911 og straks forårsagede en masse spørgsmål.Chief blandt dem: hvordan man holder en negativ elektron kredsløb, og hvorfor den ikke falder på den positive kerne?Som de siger - godt spørgsmål.Det skal bemærkes, at alle de teoretiske beregninger på det tidspunkt blev foretaget på grundlag af den klassiske mekanik - Heisenbergs usikkerhed har endnu ikke vundet en ærefuld plads i teorien om atomet.Denne kendsgerning tillader ikke forskerne at forstå essensen af ​​mekanik atomet."Spas" Niels Bohr atom - det gav ham stabilitet til den antagelse, at elektronen har orbitale niveauer bliver hvor det ikke udstråle energi, dvs.og ikke miste det ikke falder ind i kernen.

undersøgelse spørgsmålet om kontinuitet af energimarkederne tilstande af atomet har allerede givet skub i udviklingen af ​​en helt ny fysik - kvante, iværksat af Max Planck i 1900.Han opdagede fænomenet kvantisering af energi, og Niels Bohr fundet en anvendelse for det.Men senere viste det sig, at beskrive den model af atomet ved klassisk mekanik venligt til os makrokosmos helt upassende.Selv tid og rum i en kvante verden får en helt anden betydning.På dette tidspunkt forsøget på teoretiske fysikere giver en matematisk model af den planetariske atom, og multi-story endte resultatløse ligninger.Problemet blev løst ved hjælp af Heisenberg usikkerhed forhold.Det er overraskende beskedne matematisk udtryk relaterer usikkerheden på rumlige koordinater Ax og AV hastighed partikler med masse m, og Plancks konstant h:.

Ax * Av & gt;h / m

Det indebærer en fundamental forskel på mikro- og makrokosmos: koordinaterne og hastigheder af partiklerne i mikrokosmos er ikke defineret i en særlig form - de har en probabilistisk karakter.På den anden side, at princippet om Heisenberg i højre side indeholder en meget konkret positiv værdi, hvilket indebærer, at med undtagelse af værdien nul mindst én af usikkerhed.I praksis betyder det, at den hastighed og position af partiklerne i subatomare verden altid bestemmes med en fejl, og det er aldrig nul.På nøjagtig samme perspektiv Heisenberg usikkerhed forbinder det andet par forbundne kendetegn, såsom den usikkerhed af energi E og den tid AT:?

ΔEΔt & gt;h

essensen af ​​dette udtryk er, at det er umuligt at samtidig måle energien af ​​en atomar partikel og det tidspunkt, hvor hun har det, uden at usikkerheden af ​​sin værdi da energien måling tager nogen tid, under hvilken energien tilfældigt ændret.