Física moderna
Electró de Heisenberg
Estreny Δx o puja K: comprova Δx·Δp ≥ ℏ/2 a la barra.
Electró de Heisenberg — simulació interactiva de Física moderna. Estreny Δx o puja K: comprova Δx·Δp ≥ ℏ/2 a la barra. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Principi d'incertesa
Estreny Δx o puja K: comprova Δx·Δp ≥ ℏ/2 a la barra.
Confina un electró a Δx ≈ 0.1 nm (escala atòmica). La dispersió de quantitat de moviment Δp és almenys ℏ/(2Δx), per tant Δx·Δp ≥ ℏ/2. Prem Reprodueix: la caixa de confinament respira una mica i les corbes ψ / |ψ|² oscil·len com un paquet d'ona de matèria. Estrenyent Δx o pujant l'energia cinètica K augmenta el producte mostrat a la barra.
- ΔxΔp ≥ ℏ/2
- Compromís
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Si confines un electró en una regió de l'espai cada cop més petita (reduint la incertesa de la seva posició), s'encongeix també la incertesa mínima possible de la seva quantitat de moviment, o creix?
Prediccions a valorar
- Creix: les incerteses de posició i quantitat de moviment es compensen entre elles; confinar la posició amb més precisió força la quantitat de moviment a ser menys certa.
- S'encongeix juntament amb la incertesa de posició.
- La incertesa de quantitat de moviment no depèn de la incertesa de posició.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Incertesa de posició Δx (nm)
El que tu mesures:
- Incertesa de la quantitat de moviment Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «El principi d'incertesa de Heisenberg» i prem Restableix.
- Activa la lectura d'incertesa mínima de quantitat de moviment.
- Defineix la incertesa de posició Δx per a cada prova i enregistra la incertesa mínima possible de quantitat de moviment.
Equació governant
Principi d'incertesa de Heisenberg — Δx·Δp ≥ ℏ/2
Posició i quantitat de moviment mai no poden conèixer-se totes dues amb precisió il·limitada alhora: Δx·Δp ≥ ℏ/2, on ℏ = h/2π. Una posició coneguda amb més precisió força la quantitat de moviment a ser corresponentment menys certa.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula Δp_min = ℏ/(2Δx) amb ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Compara-ho amb la taula.
- Explica per què el producte Δx·Δp_min és exactament el mateix (ℏ/2) a cada prova: el principi d'incertesa fixa un límit inferior fix al PRODUCTE de les dues incerteses, no a cap de les dues per separat.
On apareix això més enllà del laboratori
- El principi d'incertesa no va d'instruments de mesura maldestres que pertorben una partícula: és una propietat fonamental dels estats quàntics mateixos, certa fins i tot amb equips de mesura perfectes. Explica per què «pertorbació de la mesura» és una manera comuna però incompleta de descriure aquest principi.
- Per a una pilota de beisbol (molt més massiva que un electró), confinar-ne la posició dins d'un mil·límetre dóna encara una incertesa mínima de quantitat de moviment absurdament petita comparada amb la seva quantitat de moviment real. Explica per què la incertesa quàntica només és perceptible per a partícules molt lleugeres com els electrons.
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.2 Quantum physics
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- Benvingut a l'Electró de Heisenberg
- Selecciona la configuració d'incertesa
- Prem Reprodueix
- Dispersió en x i p
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →