Heisenberg määramatuse printsiip - ukse mikromaailma

click fraud protection

Kui noor Max Planck rääkis õpetaja, et ta tahab jätkata tegeleda teoreetilise füüsika, ta naeratas ja kinnitas talle, et just seal teadlased pole midagi teha - seal olid ainult "ebatasased."Alas!Jõupingutuste kaudu Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödinger ja teised. Kõik on tagurpidi, ja nii põhjalikult, et tagasi ei tule tagasi, ja enne teed.Edasi - rohkem, keset üldist kaos teooria äkki ilmub, näiteks Heisenbergi määramatuse.Nagu nad ütlevad, et on lihtsalt ei piisa.Kell omakorda 19-20 sajandi teadlased on avanud ukse tundmatu ala elementaarosakeste ja seal on tavaliselt Newtoni mehaanika ebaõnnestus.

Tundub, et "enne" kõik on hästi - et füüsilist keha, nii et selle koordinaadid."Tavalistel füüsika," sa võid alati võtta nool ja täpselt "müks" oma "normaalne" teema, isegi liigub.Tõsta teoreetiliselt välistatud - Newtoni seadused ei tee vigu.Aga uurimisobjekt on muutunud väiksemaks - teravilja, molekuli, aatomit.Esiteks Tugevneda täpse kontuurid objekti ja seejärel oma kirjeldus ilmub tõenäosuslik hinnangute keskmised määrad gaasimolekulide ning lõpuks koordinaadid molekul muutub "keskmine", vaid gaasi molekul võib öelda, kas siin või seal, kuid tõenäoliseltkusagil selles valdkonnas.See võtab aega ja ei lahenda probleemi Heisenberg määramatuse, kuid mis siis, kui nüüd ... Proovige saada "teoreetiline buum" objekti, kui see on "kõige tõenäolisemalt päritolu."Algaja?Ja millise objekti, mida tema suuruse, kuju?Oli rohkem küsimusi kui vastuseid.

Ja kuidas aatomi?Noh nüüd tuntud planeetide mudel pakuti 1911. aastal ja kohe tekitanud palju küsimusi.Põhilised neist, kuidas hoida negatiivne elektron orbiiti ja miks see ei kuulu positiivse tuuma?Nagu nad ütlevad - hea küsimus.Tuleb märkida, et kõik teoreetilised arvutused tol ajal tehti põhjal klassikalise mehaanika - Heisenberg määramatuse ei ole veel võitnud aukohal teooria aatomi.See asjaolu ei võimalda teadlased mõista sisuliselt mehaanika aatomi."Spas" Niels Bohr aatomi - see andis talle stabiilsust eeldusel, et elektron on orbiidi tasandite on, kui see ei kiirga energiat, stja ei kaota see ei kuulu tuuma.

Uurida järjepidevus energia riikide aatomi on juba andnud tõuke täiesti uue füüsika - quantum algatatud Max Planck aastal 1900.Ta avastas selle nähtuse kvantimisfunktsioonide energia ja Niels Bohr leidnud kasutamist ta.Kuid hiljem selgus, et kirjeldada mudeli aatomi klassikalise mehaanika sõbralik meile kõiksus täiesti kohatu.Isegi aega ja ruumi quantum maailm võtab täiesti erinev tähendus.Selleks ajaks katse teoreetikut anda matemaatiline mudel planeetide aatomi ja multi-korruseline lõppes tulemusteta võrrandid.Probleem on lahendatud abil Heisenberg määramatuse suhtes.See on üllatavalt tagasihoidlik matemaatiline väljendus on seotud ebakindlust ruumilise koordineerib Δx ja Δv kiirus osakesed mass m ja Plancki konstant h:.

Δx * Δv & gt;h / m

See tähendab põhimõttelist erinevust mikro- ja makrokosmose: koordinaadid ja kiirused osakesed mikrokosmost ei ole määratletud konkreetse vormi - neil on tõenäosuslik laadi.Teiselt poolt, põhimõtte Heisenbergi õiges asuvat sisaldab väga konkreetne positiivne väärtus, mis tähendab, et välistab väärtuseks null vähemalt üks määramatust.Praktikas tähendab see, et kiirus ja positsioon osakeste aatomisisesesse maailma määratakse alati veaga, ja see ei ole kunagi null.Täpselt sama perspektiivi, Heisenberg määramatuse ühendab teiste paari seotud omadused, nagu ebakindlus energia? E ja aeg At:

ΔEΔt & gt;h

sisuliselt see väljend on, et see on võimatu üheaegselt mõõta energiat aatomi osakeste ja aega, millal ta seda valdab, ilma ebakindlust oma väärtusest, kuna energia mõõtmine võtab aega, mille jooksul energiat juhuslikult muutunud.