হাইজেনবার্গের অনিশ্চয়তা নীতি: অবস্থান বনাম ভরবেগ
1 · প্রত্যাশা করুন
একটি ইলেকট্রনকে স্থানের ক্রমশ ছোট ছোট অঞ্চলে আবদ্ধ করলে (তার অবস্থান-অনিশ্চয়তা কমিয়ে) তার ভরবেগের সর্বনিম্ন সম্ভাব্য অনিশ্চয়তা কি ছোট হয়, নাকি বড়?
- এটি বাড়ে — অবস্থান ও ভরবেগ অনিশ্চয়তা পরস্পরের বিরুদ্ধে লেনদেন করে; অবস্থান যত নিখুঁত করে আবদ্ধ, ভরবেগ তত অনিশ্চিত হতে বাধ্য।
- অবস্থান-অনিশ্চয়তার সাথে এটিও ছোট হয়।
- ভরবেগ-অনিশ্চয়তা অবস্থান-অনিশ্চয়তার ওপর নির্ভর করে না।
2 · প্রস্তুতি
- heisenberg-electron প্রিসেটটি খুলে রিসেট চাপুন।
- সর্বনিম্ন-ভরবেগ-অনিশ্চয়তা রিডআউট চালু করুন।
- প্রতিটি ট্রায়ালে অবস্থান-অনিশ্চয়তা Δx সেট করুন এবং সর্বনিম্ন সম্ভাব্য ভরবেগ-অনিশ্চয়তা রেকর্ড করুন।
3 · ডেটা সংগ্রহ করুন
| অবস্থান অনিশ্চয়তা Δx (nm) | ভরবেগ অনিশ্চয়তা Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s) |
|---|---|
| 0.05 | |
| 0.10 | |
| 0.20 |
আপনার তিনটি ট্রায়ালের জন্য 1/Δx (x-অক্ষ)-এর বিপরীতে Δp (y-অক্ষ) প্লট করুন। রেখাটি কি মূলবিন্দু দিয়ে সরল?
4 · বিশ্লেষণ করুন
- একটি ট্রায়ালের জন্য ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s ব্যবহার করে Δp_min = ℏ/(2Δx) নির্ণয় করুন। সারণির সাথে তুলনা করুন।
- ব্যাখ্যা করুন কেন প্রতিটি ট্রায়ালে Δx·Δp_min গুণফল ঠিক একই (ℏ/2) — অনিশ্চয়তা নীতি দুটি অনিশ্চয়তার গুণফলের ওপর একটি নির্দিষ্ট নিম্নসীমা দেয়, কোনো একটির ওপর নয়।
5 · বিস্তার করুন
- অনিশ্চয়তা নীতি অনড় মাপক যন্ত্রের কণায় বিঘ্ন ঘটানোর কথা নয় — এটি কোয়ান্টাম অবস্থার নিজের মৌলিক ধর্ম, নিখুঁত মাপক যন্ত্রেও সত্য। ব্যাখ্যা করুন কেন “মাপজাঁকের বিঘ্ন” এই নীতিকে বর্ণনা করার প্রচলিত কিন্তু অসম্পূর্ণ উপায়।
- একটি বেসবলের (ইলেকট্রনের চেয়ে অনেক ভারী) অবস্থান এক মিলিমিটারের মধ্যে আবদ্ধ করলেও তার প্রকৃত ভরবেগের তুলনায় সর্বনিম্ন ভরবেগ-অনিশ্চয়তা হাস্যকরভাবে ক্ষুদ্র। ব্যাখ্যা করুন কেন কোয়ান্টাম অনিশ্চয়তা কেবল ইলেকট্রনের মতো খুব হালকা কণার জন্যই লক্ষণীয়।
এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান
হাইজেনবার্গ অনিশ্চয়তা নীতি
অবস্থান ও ভরবেগ দুটোই একসাথে সীমাহীন নির্ভুলতায় জানা কখনোই সম্ভব নয়: Δx·Δp ≥ ℏ/2, যেখানে ℏ = h/2π। অবস্থান যত নিখুঁত জানা হয়, ভরবেগ তত অনিশ্চিত হতে বাধ্য হয়।