Física moderna
Electrón de Heisenberg
Reduce Δx o sube K — comprueba Δx·Δp ≥ ℏ/2 en la barra.
Electrón de Heisenberg — simulación interactiva de Física moderna. Reduce Δx o sube K — comprueba Δx·Δp ≥ ℏ/2 en la barra. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Principio de incertidumbre
Reduce Δx o sube K: comprueba Δx·Δp ≥ ℏ/2 en la barra.
Confinar un electrón a Δx ≈ 0.1 nm (escala atómica). La dispersión de momento Δp es al menos ℏ/(2Δx), de modo que Δx·Δp ≥ ℏ/2. Pulsa Reproducir: la caja de confinamiento respira ligeramente y las curvas ψ / |ψ|² oscilan como un paquete de onda de materia. Reducir Δx o aumentar la energía cinética K incrementa el producto mostrado en la barra.
- Principio de incertidumbre ΔxΔp ≥ ℏ/2
- Compromiso
Resumen de la investigación
Planifica la pregunta antes de abrir el laboratorio
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta guía
Si confina un electrón a una región cada vez más pequeña del espacio (reduciendo la incertidumbre en su posición), ¿la mínima incertidumbre posible en su momento también se reduce o aumenta?
Predicciones a evaluar
- Crece: la incertidumbre de posición y la de momento se compensan entre sí; confinar la posición con más precisión obliga a que el momento sea más incierto.
- Se reduce junto con la incertidumbre de la posición.
- La incertidumbre del momento no depende de la incertidumbre de la posición.
Roles de las variables
Lo que configuraste:
- Incertidumbre de posición Δx (nm)
Lo que mides:
- Incertidumbre del momento Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el preajuste de electrones de Heisenberg y presione Restablecer.
- Habilite la lectura de incertidumbre de momento mínimo.
- Establezca la incertidumbre de posición Δx para cada prueba y registre la mínima incertidumbre de momento posible.
Ecuación rectora
Principio de incertidumbre de Heisenberg — Δx·Δp ≥ ℏ/2
La posición y el momento nunca pueden conocerse simultáneamente con precisión ilimitada: Δx·Δp ≥ ℏ/2, donde ℏ = h/2π. Una posición conocida con mayor precisión obliga a que el momento se vuelva correspondientemente más incierto.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una prueba, calcule Δp_min = ℏ/(2Δx) usando ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Compare con la tabla.
- Explique por qué el producto Δx·Δp_min es exactamente el mismo (ℏ/2) en cada ensayo: el principio de incertidumbre establece un límite inferior fijo para el PRODUCTO de las dos incertidumbres, no para ninguna de ellas sola.
Dónde aparece esto más allá del laboratorio
- El principio de incertidumbre no se trata de instrumentos de medición torpes que perturban una partícula; es una propiedad fundamental de los propios estados cuánticos, cierta incluso con equipos de medición perfectos. Explique por qué la "perturbación de la medición" es una forma común pero incompleta de describir este principio.
- Para una pelota de béisbol (mucho más masiva que un electrón), limitar su posición dentro de un milímetro todavía proporciona una incertidumbre mínima absurdamente pequeña en comparación con su momento real. Explique por qué la incertidumbre cuántica solo es perceptible para partículas muy ligeras como los electrones.
- 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
- Bienvenido al electrón de Heisenberg
- Selecciona el montaje de incertidumbre
- Pulsa Reproducir
- Dispersión en x y p
- Abre el panel de propiedades
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
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