עיקרון אי-ודאות של הייזנברג - הדלת לעולם הקטן

click fraud protection

כאשר מקס פלאנק הצעיר אמר למורה שלו שהוא רוצה להמשיך ולעסוק בפיסיקה תיאורטית, הוא חייך והבטיח לו שרק שם יש המדענים מה לעשות - ". לנקות גס" היו רקאבוי!בזכות המאמצים של פלאנק, נילס בוהר, איינשטיין, שרדינגר ואחרים. הכל הפוך, וכך באופן יסודי לפני שלא אחזור, ולפני הכביש.יתר על כן - יותר, בין תורת הכאוס הכללית פתאום מופיעה, למשל, אי-הוודאות של הייזנברג.כמו שאומרים, זה פשוט לא מספיק.במפנה המאות 19-20, מדענים פתחו את הדלת לאזור לא ידוע של חלקיקים יסודיים, ויש המכניקה הניוטונית הרגילה נכשלה.

נראה כי "לפני" הכל טוב - שהגוף הפיזי, כך הקואורדינטות שלה.ב" פיסיקה נורמלית, "אתה תמיד יכול לקחת חץ ומדויק" לתקוע "בנושא" הרגיל "שלה, אפילו מרגש.להחליק נכללו באופן תיאורטי - חוקי ניוטון לא עושים טעויות.אבל מושא המחקר נעשה קטן - תבואה, מולקולה, אטום.לדעוך ראשון קווי המתאר של האובייקט מדויק, ולאחר מכן בתיאורו מופיע אומדנים הסתברותי של שיעורים ממוצע למולקולות הגז, ולבסוף את הקואורדינטות של המולקולה הופכת להיות "ממוצעת", אבל מולקולת הגז יכול לומר היא גם כאן, או שם, אבל הקרוב לוודאיאי שם בתחום זה.זה ייקח זמן ויהיה לפתור את הבעיה של חוסר הוודאות של הייזנברג, אבל שלאחר מכן, כמו עכשיו ... נסה להשיג "בום תיאורטי" באובייקט, אם זה "בככל הנראה המקור."למתחילים?ואיזה סוג של אובייקט, מה הגודל שלו, לעצב?היו יותר שאלות מתשובות.

ומה לגבי האטום?ובכן מודל פלנטריים עכשיו ידוע הוצע בשנת 1911 וגרם להרבה שאלות באופן מיידי.ראשי ביניהם: איך להחזיק מסלול אלקטרונים שלילי ולמה זה לא ייפול על הגרעין החיובי?כמו שאומרים - שאלה טובה.יש לציין כי כל החישובים תיאורטיים באותו הזמן נעשו על בסיס מכניקה קלסית - אי הוודאות של הייזנברג עדיין לא זכתה למקום של כבוד בתאוריה של האטום.עובדה זו אינה מאפשרת למדענים להבין את המהות של המכניקה של האטום.אטום "הספא" נילס בוהר - זה נתן לו יציבות להנחה שיש לו את האלקטרון רמות מסלולית להיות בי זה לא להקרין אנרגיה, כלומרולא לאבד אותו לא נופל לתוך הגרעין.מחקר

נושא ההמשכיות של מדינות האנרגיה של אטום כבר נתן תנופה לפיתוח של פיסיקה חדשה לחלוטין - הקוונטים, שיזם מקס פלאנק בשנת 1900.הוא גילה את התופעה של קוונטיזציה של אנרגיה, ונילס בוהר מצא שימוש לזה.עם זאת, מאוחר יותר התברר שמתארים את המודל של האטום על ידי מכניקה קלסית ידידותית לנו המקרוקוסמוס בלתי הולם לחלוטין.אפילו זמן והמרחב בעולם קוונטים מקבלים משמעות שונה לגמרי.בשלב זה הניסיון של פיסיקאים תיאורטיים לתת מודל מתמטי של האטום פלנטריים, ורב קומות הסתיימו משוואות חד משמעיות.הבעיה נפתרה על ידי שימוש בביחס אי הוודאות של הייזנברג.זה ביטוי מתמטי צנוע מפתיע מתייחס חוסר הוודאות של מרחבי מרכז חלקיקי מהירות Δx וΔv עם המסה m, והשעות קבועות פלאנק:.

Δx * Δv & gt;

h / מ 'זה מרמז הבדל בסיסי של מיקרו והמקרוקוסמוס: הקואורדינטות ומהירויות של החלקיקים במיקרוקוסמוס אינן מוגדרות בצורה מסוימת - יש להם אופי הסתברותי.מצד השני, את העיקרון של הייזנברג בצד הימני מכיל ערך חיובי מאוד קונקרטי, מה שמרמז שאינו כולל את ערך אפס אחד לפחות של אי-ודאות.בפועל, זה אומר שהמהירות והמיקום של החלקיקים בעולם התת-אטומי היא תמיד נקבעו עם שגיאה, וזה אף פעם לא אפס.בדיוק באותו המבט, אי-הוודאות של הייזנברג מחברת את זוג מאפיינים קשורים, כגון אי-הוודאות של אנרגיית E והזמן Δt האחר:?

ΔEΔt & gt;מהות h

של ביטוי זה הוא שזה בלתי אפשרי למדוד בו זמנית האנרגיה של חלקיק אטומי והזמן שבו היא מחזיקה אותו, ללא חוסר הוודאות של הערך שלה מאז מדידת האנרגיה לוקחת קצת זמן, שבמהלכו האנרגיה משתנה באופן אקראי.