Heisenbergi määramatuse printsiip: asukoht versus impulss

1 · Ennusta

Kui sa piirad elektroni üha väiksemasse ruumipiirkonda (vähendades tema asukoha määramatust), kas minimaalne võimalik määramatus tema impulsis kahaneb samuti või kasvab?

• 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.

2 · Seadista

1. Ava Heisenbergi elektroni eelseadistus ja vajuta Lähtesta.
2. Lülita sisse minimaalse impulsi määramatuse näit.
3. Sea iga katse jaoks asukoha määramatus Δx ja kirjuta üles minimaalne võimalik impulsi määramatus.

3 · Kogu andmeid

Joonista Δp (y-telg) 1/Δx (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks. Kas joon on sirge läbi origo?

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses Δp_min = ℏ/(2Δx), kasutades ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Võrdle tabeliga.
2. Selgita, miks korrutis Δx·Δp_min on igas katses täpselt sama (ℏ/2) — määramatuse printsiip seab fikseeritud alampiiri kahe määramatuse KORRUTISELE, mitte kummalegi üksikule.

5 · Laienda

1. 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.
2. 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.

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte