Princípio da incerteza de Heisenberg - a porta para o micromundo

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Quando o jovem Max Planck disse à professora que queria continuar a envolver-se em física teórica, ele sorriu e garantiu-lhe que apenas lá os cientistas não têm nada a fazer - não só foram "limpar bruto."Ai de mim!Através dos esforços de Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödinger e outros. Tudo está de cabeça para baixo, e tão completamente que atrás não voltar, e à frente de estrada.Além disso - mais, em meio à teoria do caos geral de repente aparece, por exemplo, a incerteza de Heisenberg.Como se costuma dizer, isso não é suficiente.Na virada de 19-20 séculos, os cientistas abriram a porta para a área desconhecida de partículas elementares, e há os habituais mecânica newtoniana falhou.

Parece que "antes" está tudo bem - que o corpo físico, de modo que suas coordenadas.Em "física normal," você sempre pode ter uma seta e com precisão "poke" em seu sujeito "normal", mesmo em movimento.Deslizamento teoricamente excluído - as leis de Newton não cometer erros.Mas o objeto de estudo é cada vez menor - grão, molécula, átomo.Primeiro desaparecer contornos exatos do objeto e, em seguida, na sua descrição aparecem estimativas probabilísticas de taxas médias para as moléculas do gás e, finalmente, as coordenadas da molécula torna-se "média", mas a molécula de gás pode dizer é nem aqui, ou ali, mas o mais provávelalgures nesta área.Vai levar tempo e vai resolver o problema da incerteza de Heisenberg, mas que então, como agora ... Tentar obter um "crescimento teórico" no objeto, se for "na origem mais provável."Iniciante?E que tipo de objeto, o seu tamanho, forma?Havia mais perguntas do que respostas.

E o que dizer do átomo?Bem, agora conhecido modelo planetário foi proposta em 1911 e imediatamente causou um monte de perguntas.O principal deles: como segurar uma órbita do elétron negativo e por que ela não caia no núcleo positivo?Como se costuma dizer - boa pergunta.Note-se que todos os cálculos teóricos nessa época foram feitas com base na mecânica clássica - da incerteza de Heisenberg ainda não ganhou um lugar de honra na teoria do átomo.Este fato não permitir aos cientistas compreender a essência da mecânica do átomo."Spas" Niels Bohr atom - que lhe deu estabilidade à suposição de que o elétron tem níveis orbitais estar onde ele não irradia energia, ou seja,e não perdê-lo não cai no núcleo.Estudo

a questão da continuidade dos estados de energia do átomo já deu um impulso para o desenvolvimento de uma nova física - quantum, iniciada por Max Planck em 1900.Ele descobriu o fenômeno da quantização da energia, e Niels Bohr encontrado um uso para ele.No entanto, mais tarde descobriu-se que descreve o modelo do átomo pela mecânica clássica amigáveis ​​para nós macrocosmo completamente inadequado.Mesmo o tempo eo espaço em um mundo quântico assume um significado totalmente diferente.Por esta altura a tentativa de físicos teóricos dar um modelo matemático do átomo planetário, e multi-história terminou equações inconclusivos.O problema foi resolvido através da utilização da relação de incerteza de Heisenberg.É expressão matemática surpreendentemente modesta refere a incerteza de coordenadas espaciais Ax e AV partículas de velocidade de massa m, e a constante de Planck h:.

Ax *? V & gt;h / m

Isto implica uma diferença fundamental de micro e macrocosmo: as coordenadas e velocidades das partículas no microcosmo não são definidos em uma forma particular - eles têm uma natureza probabilística.Por outro lado, o princípio de Heisenberg no lado da mão direita contém um valor positivo muito concreto, o que implica que exclui o valor zero, pelo menos, um de incerteza.Na prática, isto significa que a velocidade e a posição das partículas no mundo subatômico é sempre determinado com um erro, e ele nunca é zero.Exactamente da mesma perspectiva, a incerteza Heisenberg conecta o outro par de características relacionadas, tais como a incerteza da energia E e do tempo t:?

ΔEΔt & gt;h

essência desta expressão é que é impossível medir simultaneamente a energia de uma partícula atómica e o momento em que ela possui, sem a incerteza do seu valor uma vez que a medição de energia leva algum tempo, durante o qual a energia é alterada de forma aleatória.