Inċertezza Heisenberg - l-bieb għall-MicroWorld

Meta l-Maks Plank żgħażagħ qal għalliem tiegħu li ried biex tkompli twettaq fil-Fiżika teoretika, hu tbissem u assigurah li jien biss tgħallmu kien hemm xejn li tagħmel - biss xellug "tindif mhux raffinat." Alas! Sforzi Planck, Niels Bohr, Albert Einstein, Schrödinger u oħrajn. Kollox huwa rasu 'l isfel, u hekk sewwa li inti mhux se terġa' lura lura, u qabel il-toroq. Aktar - aktar, fost l-teorija ġenerali ta 'kaos f'daqqa jidher, per eżempju, l-inċertezza Heisenberg. Kif jgħidu, huwa biss mhux biżżejjed. Fil-bidu tas 19-20 sekli, xjentisti fetħu l-bibien għall-qasam mhux magħruf ta 'partiċelli elementari, u hemm l-mekkaniżmi Newtonian soltu fallew.

Jidher, "qabel", kollox huwa tajjeb - li l-ġisem fiżiku, hekk koordinati tiegħu. Fil- "fiżika normali," inti tista 'dejjem tieħu vleġġa u tispeċifika "poke" fil- "normali" tagħha oġġett, anke li jiċċaqalqu. Slip teoretikament esklużi - liġijiet Newton ma jagħmlu żbalji. Iżda hawn l- oġġett ta 'studju qed issir iżgħar - qamħ, molekula, atomu. Ewwel jisparixxu l-kontorni preċiżi tas-oġġett, u mbagħad fid-deskrizzjoni tagħha tidher estimi probabilistiċi ta 'rati medji għall-molekuli tal-gass, u finalment, l-koordinati molekuli huma "medju", iżda nistgħu ngħidu dwar il-molekula tal-gass: huwa jew hawn, jew hemm, iżda x'aktarx x'imkien f'dan il-qasam. Ħin se jgħaddu, u ssolvi l-problema tal-inċertezza Heisenberg, iżda li aktar tard, iżda issa dritt ... Ipprova laqat il- "boom teoretika" fil-oġġett jekk huwa "fit-oriġini aktar probabbli." Dgħajfa? U liema tip ta oġġett, liema daqs tiegħu, forma? Kien hemm aktar mistoqsijiet milli tweġibiet.

U xi ngħidu dwar l-atomu? Ukoll mudell planetarju issa magħrufa kienet proposta fl-1911 u immedjatament ikkawża ħafna mistoqsijiet. Ewlieni fosthom: kemm il-orbita elettron negattiv huwa miżmum u għaliex hu ma jaqgħu fuq l-nukleu pożittiv? Kif jgħidu - mistoqsija tajba. Għandu jiġi nnutat li l-kalkoli teoretiċi f'dan il-mument titwettaq fuq il-bażi tal-mekkanika klassika - inċertezza Heisenberg għadha ma rebaħ post Onorevoli fil-teorija ta 'l-atomu. Dan il-fatt ma tippermettix xjentisti biex jifhmu l-essenza tal-mekkaniżmi ta 'l-atomu. "Spas" Niels Bohr atomu - li tatu l-istabbiltà għas-suppożizzjoni li l-elettron għandha livelli orbitali, li fuqhom hu ma radiate enerġija, jiġifieri, ma titilfu u ma taqax fin-nukleu.

Studju dwar il-kontinwità tal-istati enerġija tal-atomu diġà tat spinta lill-iżvilupp ta 'fiżika kompletament ġdida - quantum, mibdija mill Maks Plank fl-1900. Skopra l-fenomenu ta ' quantization ta' enerġija, u Niels Bohr sabet użu għal dan. Aktar tard, madankollu, instab dak deskritt mill-mudell mekkaniks klassiku tal-atomu nistgħu nifhmu l-macrocosm assolutament ħażin. Anke ħin u spazju f'termini tad-dinja quantum jieħu fuq tifsira kompletament differenti. Sa din id-darba l-attentat ta 'fiżiċi teoretiċi tagħti matematika mudell ta' l-atomu planetarju ntemmet ekwazzjonijiet multistory u għalxejn. Il-problema kienet solvuta billi tuża l--rigward inċertezza Heisenberg. Din l-espressjoni matematika sorprendentement żgħira jeħel spazjali inċertezza jikkoordina Δx u † v partiċelli veloċità massa mu h kostanti Planck:.

Δx * † v> h / m

Għalhekk il-mikro- differenza fundamentali u makro:-pożizzjoni u l-veloċità tal-partiċelli fl-mikro mhux misjuba f'forma partikolari - huma għandhom natura probabilistika. Min-naħa l-oħra, il-prinċipju Heisenberg fl-naħa tal-lemin fih valur pożittiv konkret ħafna, li jimplika li l-valur ta 'żero jiġi eliminat mill-inqas wieħed ta' inċertezza. Fil-prattika, dan ifisser li l-veloċità u l-pożizzjoni tal-partiċelli fid-dinja subatomic hija dejjem stabbiliti bi żball, u qatt mhu żero. Eżattament fl-istess angolu Heisenberg inċertezza torbot pari oħrajn ta 'karatteristiċi, bħall-enerġija u l-inċertezza ta' żmien E Δt?:

ΔEΔt> h

L-essenza ta 'din l-espressjoni hija li huwa impossibbli li simultanjament ikejjel l-enerġija ta' partiċelli nukleari u l-ħin li fih hi tippossedih, mingħajr l-inċertezza tal-valur tiegħu peress li l-kejl ta 'enerġija jieħu xi żmien, li matulu l-enerġija tinbidel b'mod każwali.