Принцип неопределенности Гейзенберга
Принцип неопределенности Гейзенберга относительно просто сформулировать, и он имеет простую идею. В традиционной ньютоновской физике, также называемой классической физикой, считалось, что если бы мы знали начальное положение и импульс (массу и скорость) всех частиц в системе, мы могли бы рассчитать их взаимодействия и предсказать, как они будут себя вести. Это кажется правильным, если мы знаем, как точно описать взаимодействие между этими частицами, но оно начинается с очень сильного предположения: что на самом деле мы знаем положение и импульс всех частиц.
В соответствии с принципом неопределенности нельзя с абсолютной точностью знать положение или импульс (и, следовательно, скорость) частицы. Это происходит потому, что для измерения любой из этих величин мы в конечном итоге меняем их, и это вопрос не измерения, а квантовой физики и природы частиц. Принцип неопределенности приравнивается по формуле:
где Δx — неопределенность положения и Δp - неопределенность импульса частицы.
Чтобы лучше понять, когда нам нужно знать положение частицы по классической механике, нам нужны 2 переменные: скорость этого объекта и время, пройденное от одной точки до другой. Только тогда мы можем определить его положение. Теперь, когда дело доходит до субатомных частиц, мы не можем быть уверены ни в одной из двух данных, потому что в этом масштабе материя ведет себя случайным и неопределенным образом! Другими словами, мы знаем, что для определения состояния частицы нам нужны две разные части информации, чтобы определить другую, если мы можем иметь хорошее определение положения субчастицы, мы не знаем наверняка ее скорость, и наоборот. наоборот Следующее видео даст вам более четкое представление, проверьте его! (ВКЛЮЧИТЕ СУБТИТРЫ!!!)
В итоге! Чтобы прояснить эту концепцию, представьте, что вы держите конец очень длинной струны и создаете волну, ритмично покачивая ее вверх и вниз. Если кто-то спросит: «Где именно волна?» вы подумаете, что человек сумасшедший: волна точно нигде. Он распределяется щетиной длиной 45 м и более от самой веревки. Но если этот человек спросит, какова длина волны, вы мог бы дать более внятный ответ: что-то около 7 метров. Конечно, вы можете набросать промежуточные случаи, в которых волна достаточно хорошо расположена и длина волны достаточно хорошо определена, но здесь возникает неизбежная дилемма: чем точнее положение этой волны, тем менее точна длина волны, и наоборот. Это, конечно, относится к любому волновому явлению и, следовательно, к волновой функции в квантовой механике. Теперь длина волны Ψ связана с импульсом частицы этой формулой де Бройля.
где Δx — неопределенность положения, а Δp — неопределенность импульса частицы.