Nüüdisaegne füüsika
Heisenbergi elektron
Kitsenda Δx või tõsta K — kontrolli ribal Δx·Δp ≥ ℏ/2.
Heisenbergi elektron — interaktiivne Nüüdisaegne füüsika simulatsioon. Kitsenda Δx või tõsta K — kontrolli ribal Δx·Δp ≥ ℏ/2. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Määramatuse printsiip
Kitsenda Δx või tõsta K — kontrolli ribal Δx·Δp ≥ ℏ/2.
Piira elektron Δx ≈ 0,1 nm peale (aatomiskaala). Impulsi laius Δp on vähemalt ℏ/(2Δx), seega Δx·Δp ≥ ℏ/2. Vajuta Esita: piirdekast hingab veidi ja ψ / |ψ|² kõverad võnguvad nagu ainelaine pakett. Δx kitsendamine või kineetilise energia K tõstmine suurendab ribal näidatud korrutist.
- ΔxΔp ≥ ℏ/2
- Kompromiss
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Kui sa piirad elektroni üha väiksemasse ruumipiirkonda (vähendades tema asukoha määramatust), kas minimaalne võimalik määramatus tema impulsis kahaneb samuti või kasvab?
Kaalutavad ennustused
- Ta kasvab — asukoha ja impulsi määramatus kauplevad üksteise vastu; asukoha täpsem piiramine sunnib impulsi muutuma vähem kindlaks.
- Ta kahaneb koos asukoha määramatusega.
- Impulsi määramatus ei sõltu asukoha määramatusest.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Asukoha määramatus Δx (nm)
Mida sa mõõdad:
- Impulsi määramatus Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava Heisenbergi elektroni eelseadistus ja vajuta Lähtesta.
- Lülita sisse minimaalse impulsi määramatuse näit.
- Sea iga katse jaoks asukoha määramatus Δx ja kirjuta üles minimaalne võimalik impulsi määramatus.
Juhtiv võrrand
Heisenbergi määramatuse printsiip — Δx·Δp ≥ ℏ/2
Asukohta ja impulsi ei saa kunagi mõlemat teada piiramatute täpsustega üheaegselt: Δx·Δp ≥ ℏ/2, kus ℏ = h/2π. Täpsemalt teadaolev asukoht sunnib impulsi muutuma vastavalt vähem kindlaks.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses Δp_min = ℏ/(2Δx), kasutades ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Võrdle tabeliga.
- Selgita, miks korrutis Δx·Δp_min on igas katses täpselt sama (ℏ/2) — määramatuse printsiip seab fikseeritud alampiiri kahe määramatuse KORRUTISELE, mitte kummalegi üksikule.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Määramatuse printsiip ei räägi kohmakatest mõõteriistadest, mis osakest häirivad — ta on kvantolekute endi põhimõtteline omadus, tõene isegu täiuslike mõõteseadmetega. Selgita, miks „mõõtmise häiring“ on levinud, aga mittetäielik viis selle printsiibi kirjeldamiseks.
- Pesapalli jaoks (palju massiivsem kui elektron) annab tema asukoha piiramine millimeetri sisse ikkagi absurdselt tillukese minimaalse impulsi määramatuse võrreldes tema tegeliku impulsiga. Selgita, miks kvantmääramatus on märgatav ainult väga kergetel osakestel nagu elektronid.
- 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
- Tere tulemais Heisenbergi elektroni juurde
- Vali määramatuse seadistus
- Vajuta Esita
- Laius x-is ja p-s
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.