Heisenbergsche Unschärferelation - das Tor zur Mikrowelt

click fraud protection

Als der junge Max-Planck erzählte seinem Lehrer, dass er auch weiterhin in der theoretischen Physik zu engagieren wollte, lächelte er und versicherte ihm, dass gerade dort die Wissenschaftler nichts zu tun haben - ". Säuberung der rauen" Es waren nurLeider!Durch die Bemühungen von Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödinger und anderen. Alles ist auf den Kopf, und so gründlich, dass vor nicht zurückkommen, und vor der Straße.Weitere - mehr, unter das allgemeine Chaos-Theorie erscheint plötzlich, zum Beispiel die Heisenbergsche Unschärferelation.Wie sie sagen, das ist einfach nicht genug.An der Wende des 19-20 Jahrhundert haben Wissenschaftler die Tür zu dem unbekannten Bereich der Elementarteilchen geöffnet, und es gibt die üblichen Newtonschen Mechanik fehlgeschlagen.

Es scheint, dass "vor" alles gut ist -, dass der physische Körper, so dass seine Koordinaten.In "normalen Physik", können Sie immer einen Pfeil und genau "Poke" in seiner "normalen" unterliegen, auch in Bewegung.Gleiten Sie theoretisch ausgeschlossen - Newtons Gesetze keine Fehler machen.Aber das Objekt der Untersuchung wird immer kleiner - Korn, Molekül, Atom.Erste verblassen genauen Konturen des Objekts, und dann in der Beschreibung erscheinen, probabilistische Schätzungen der Durchschnittskursen der Gasmoleküle, und schließlich die Koordinaten des Moleküls wird "durchschnittlich", aber das Gasmolekül kann nur sagen, entweder hier oder dort, aber wahrscheinlichirgendwo in diesem Bereich.Es wird einige Zeit dauern und wird das Problem der Heisenbergschen Unschärfe lösen, aber, dass damals wie heute ... Versuchen Sie, eine "theoretische Boom" in dem Objekt zu bekommen, wenn es "in der wahrscheinlichste Ursprung."Anfänger?Und welche Art von Objekt, was seine Größe, Form?Es gab mehr Fragen als Antworten.

Und was ist mit dem Atom?Nun bekannte Planetenmodell wurde 1911 vorgeschlagen und sofort viele Fragen hervorgerufen.Chief unter ihnen: wie man eine negative Elektronenumlaufbahn zu halten und warum es nicht auf den positiven Kern fallen?Wie sie sagen - gute Frage.Es sollte angemerkt werden, dass alle theoretischen Berechnungen zu dieser Zeit wurden auf der Grundlage der klassischen Mechanik gemacht - Heisenbergschen Unschärfe noch nicht in der Theorie des Atoms hat einen ehrenvollen Platz.Diese Tatsache erlaubt keine Wissenschaftler, um das Wesen der Mechanik der Atome zu verstehen."Spas" Niels Bohr Atom - es gab ihm Stabilität in der Annahme, dass das Elektron Orbitalebenen sein, wo sie nicht Energie abzustrahlen, dhund nicht zu verlieren, sie nicht in den Zellkern zu fallen.Quanten, von Max Planck im Jahre 1900 initiiert -

Studie die Frage der Kontinuität der Energiezustände des Atoms hat bereits Impulse für die Entwicklung einer völlig neuen Physik gegeben.Er entdeckte das Phänomen der Quantisierung der Energie, und Niels Bohr fand eine Verwendung für sie.Doch später stellte sich heraus, dass das Atommodell zu beschreiben, indem die klassische Mechanik freundlich zu uns Makrokosmos völlig unangebracht.Auch Zeit und Raum in einem Quantenwelt nimmt eine ganz andere Bedeutung.Nach dieser Zeit wird der Versuch des theoretischen Physiker geben ein mathematisches Modell des Planetenatom und mehrstöckigen beendet schlüssig Gleichungen.Das Problem wurde durch Verwendung der Heisenbergschen Unschärfebeziehung gelöst.Es ist überraschend bescheidenen mathematischen Ausdruck bezieht sich die Unsicherheit der räumlichen Koordinaten & Delta; x und & Delta; v Geschwindigkeit Teilchen mit Masse m und der Planck-Konstante h:.

Ax * & Delta; v & gt;h / m

Dies bedeutet einen fundamentalen Unterschied von Mikro- und Makrokosmos: die Koordinaten und Geschwindigkeiten der Partikel im Mikro sind nicht in einer bestimmten Form definiert sind - sie haben eine probabilistische Natur haben.Auf der anderen Seite, das Prinzip der Heisenberg in der rechten Seite enthält einen sehr konkreten positiven Wert, was bedeutet, dass den Wert Null mindestens eine der Unsicherheit ausschließt.In der Praxis bedeutet dies, dass die Geschwindigkeit und der Position der Teilchen in der subatomaren Welt immer mit einem Fehler bestimmt wird, und es ist nie gleich Null.In genau der gleichen Perspektive, verbindet der Heisenbergschen Unschärfe dem anderen Paar verbunden sind Eigenschaften, wie die Unsicherheit der Energie E und der Zeit & Delta; t:

ΔEΔt & gt;h

Wesen dieses Ausdrucks ist, daß es unmöglich ist, um gleichzeitig die die Energie eines atomaren Teilchen und dem Zeitpunkt, zu dem sie es besitzt, ohne die Unsicherheiten von ihrem Wert, da der Energiemessung dauert eine gewisse Zeit, während der die Energie zufällig verändert.