Física moderna
Compromiso posición–momento
Δx amplio vs K bajo — explora el compromiso entre dispersión de posición y momento.
Compromiso posición–momento — simulación interactiva de Física moderna. Δx amplio vs K bajo — explora el compromiso entre dispersión de posición y momento. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Posición-momento
Δx amplio frente a K baja: explora el compromiso entre dispersión de posición y momento.
Δx amplio frente a K baja: explora el compromiso entre dispersión de posición y momento.
- Principio de incertidumbre ΔxΔp ≥ ℏ/2
- Compensación de propagación
Informe de investigación
Planifique 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 de conducción
A la escala de un solo átomo (aproximadamente un nanómetro), ¿cómo se compara la incertidumbre mínima del momento en un rango de tamaños de confinamiento?
Predicciones para pesar
- Δp_min es inversamente proporcional a Δx: duplicar la región de confinamiento reduce a la mitad la incertidumbre mínima del momento.
- Δp_min es directamente proporcional a Δx.
- No están relacionados de manera simple.
Roles variables
Lo que configuraste:
- Región de confinamiento Δx (nm)
Lo que mides:
- Incertidumbre del momento Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el ajuste preestablecido de compensación de posición-momento y presione Restablecer. Este ajuste preestablecido explora el confinamiento cerca de la escala atómica (nanómetro).
- Habilite la lectura de incertidumbre de momento mínimo.
- Establezca la región de confinamiento Δx para cada prueba y registre la mínima incertidumbre de momento posible.
Ecuación rectora
Escala del principio de incertidumbre — Δx·Δp ≥ ℏ/2
Debido a que Δp_min = ℏ/(2Δx), la incertidumbre mínima del momento escala exactamente como 1/Δx: al endurecer el confinamiento de la posición por cualquier factor se afloja la certeza del impulso por ese mismo factor.
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.
- Confirme que sus datos muestran una proporcionalidad inversa limpia: duplicar Δx exactamente reduce a la mitad Δp_min. Explique por qué esta relación inversa específica (en lugar de, digamos, inversa del cuadrado) se deriva directamente de la forma Δx·Δp ≥ ℏ/2 del principio de incertidumbre.
¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?
- Los primeros modelos (precuánticos) imaginaban electrones orbitando un núcleo siguiendo trayectorias precisas y bien definidas, como planetas diminutos. Explique por qué el principio de incertidumbre a escala atómica hace que una órbita de posición y momento definidos sea fundamentalmente imposible, motivando en su lugar la imagen de la "nube de electrones".
- Compare sus valores de Δp aquí (escala atómica, confinamiento nanométrico) con los del experimento de confinamiento gamma (escala nuclear, confinamiento femtómetro, Δx cinco órdenes de magnitud más pequeño). Explique por qué confinar una partícula 100 000× con mayor fuerza produce una incertidumbre de momento mínima 100 000× mayor.
- 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 a la compensación posición-momento
- Selecciona el montaje de incertidumbre
- Pulsa Reproducir
- Posición más precisa, p más amplio
- Abre el panel de estudio
- ¡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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