什么是海森堡不确定性原理?

什么是海森堡不确定性原理?
Anonim

它说某种现象的某些因素是互补的:如果你对其中一个因素了解很多,那么你对其他因素知之甚少。

海森堡在具有一定速度和位置的粒子的背景下谈到了这一点。如果你非常准确地知道速度,你就不会对粒子的位置知之甚多。它也可以反过来:如果你精确地知道粒子的位置,你将无法准确描述粒子的速度。

(来源:我从化学课上记得的。我不完全确定这是否正确。)

对于量子力学(itty-bitty / subatomic)粒子,如电子, 海森堡不确定性原理 以明显的方式适用,以断言:

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

这说的是产品的 位置的 标准差 #sigma_x# 和 势头的 标准差 #sigma_p#太大了 对产品的电子统计数据做出自信的判断 #sigma_xsigma_p# 在上面 #(6.626xx10 ^( - 34)“J”*“s”)/(4pi)#.

这是主要陈述---那 你越精确地知道电子的位置,你知道它的动量就越不精确, 反之亦然。

或者,你可以这么说 你不能同时以良好的确定性观察两者。

一个人,他们可能在 #H /(4PI)#但是 乘以 ,他们可能不是。 这描述了你的原因 能够 一次观察一个。

对于电子使用“盒子里的粒子“模型(化学系统/盒子中的电子/粒子),例如,已经确定:

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

哪里 #N# 是你在普通化学中学到的主要量子数,和 #H# 像往常一样是普朗克的常数。

您可以使用最低值来判断 #n = 1# (该 最低 能量水平和 最好 可能的量子力学条件),我们 仍然 满足条件:

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

以来:

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

相比之下,棒球和篮球等普通物体的不确定性非常低,我们可以很好地确定它们的位置和动量是什么,主要是由于它们的大小,使它们具有可忽略不计的波浪特征。