Què és el principi d'incertesa de Heisenberg?

Què és el principi d'incertesa de Heisenberg?
Anonim

Diu que certs factors d'un fenomen són complementaris: si coneixeu molt sobre un dels factors, sabeu poc sobre els altres.

Heisenberg ho va parlar en el context d’una partícula amb certa velocitat i ubicació. Si coneixeu la velocitat amb molta precisió, no sabreu molt sobre la ubicació de la partícula. També funciona al revés: si coneixeu la ubicació d'una partícula amb precisió, no podreu descriure amb precisió la velocitat de la partícula.

(Font: el que recordo de la classe de química. No estic totalment segur si això és correcte.)

Per a una partícula mecànica quàntica (itty-bitty / subatòmica) com un electró, la Principi d’incertesa de Heisenberg s'aplica de manera significativa per afirmar que:

#color (blau) (sigma_xsigma_p> = h / (4pi)) #

El que això diu és el producte del producte posició desviació estàndar # sigma_x # i la impuls desviació estàndar # sigma_p # és massa significativament gran fer judicis segurs sobre les estadístiques de l'electró quan el producte # sigma_xsigma_p # està per sobre # (6.626xx10 ^ (- 34) "J" * "s") / (4pi) #.

Aquesta és la declaració principal --- això com més exactament conegueu la posició d’un electró, menys coneixeu el seu impuls, precisament i viceversa.

O, podríeu dir això no podeu observar ambdues coses amb molta certesa.

Només, poden estar sota # h / (4pi) #, però multiplicat, potser no ho són. Això descriu per què llauna observar-ne un a la vegada.

Per a l'electró mitjançant un "Partícula en una caixa"model (electró / partícula en un sistema químic / caixa), per exemple, s’ha determinat que:

#color (verd) (sigma_xsigma_p = color (blau) (h / (4pi)) sqrt ((n ^ 2pi ^ 2) / 3 - 2)) #

on # n # és el principi número quàntic que vau aprendre en química general i # h # és la constant de Planck com de costum.

Podeu dir-ho amb el valor més baix utilitzant #n = 1 # (el més baix nivell d’energia i el nivell d’energia el millor possible condició mecànica quàntica) encara satisfer la condició:

# color (blau) (sigma_xsigma_p) = h / (4pi) sqrt ((pi ^ 2) / 3 - 2) color (blau) (> = h / (4pi)) #

des de:

# sqrt ((pi ^ 2) / 3 - 2) ~~ 1.136> 1 #

En canvi, les incerteses sobre objectes normals, com boles de bàsquet i bàsquet, són tan baixes que podem dir amb molta certesa quines són les seves posicions i moments, principalment a causa de la seva mida, donant-los unes característiques d'ones insignificants.