Принцип на неопределеността на Хайзенберг: положение срещу импулс

1 · Предскажи

Ако ограничиш електрон до все по-малка област от пространството (намалявайки неопределеността на положението му), свива ли се и минималната възможна неопределеност на импулса му, или расте?

• Расте — неопределеността на положение и импулс се разменят една срещу друга; по-точното ограничаване на положението принуждава импулса да стане по-неопределен.
• Свива се заедно с неопределеността на положението.
• Неопределеността на импулса не зависи от неопределеността на положението.

2 · Постановка

1. Отвори настройката електрон на Хайзенберг и натисни Нулирай.
2. Включи показанието за минимална неопределеност на импулса.
3. Задай неопределеността на положението Δx за всеки опит и запиши минималната възможна неопределеност на импулса.

3 · Събери данни

Чертай Δp (ос y) спрямо 1/Δx (ос x) за трите си опита. Права ли е линията през началото?

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли Δp_min = ℏ/(2Δx) с ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Сравни с таблицата.
2. Обясни защо произведението Δx·Δp_min е точно същото (ℏ/2) във всеки опит — принципът на неопределеността поставя фиксирана долна граница на ПРОИЗВЕДЕНИЕТО на двете неопределености, не на някоя от тях сама.

5 · Надгради

1. Принципът на неопределеността не е за непохватни измервателни уреди, смущаващи частица — той е фундаментално свойство на самите квантови състояния, вярно дори с перфектна измервателна техника. Обясни защо „смущение от измерването“ е чест, но непълен начин да се опише този принцип.
2. За бейзболна топка (много по-масивна от електрон) ограничаването на положението ѝ в милиметър пак дава абсурдно малка минимална неопределеност на импулса спрямо действителния ѝ импулс. Обясни защо квантовата неопределеност се забелязва само за много леки частици като електроните.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат