Määramuse kompromiss igapäevasel aatomiskaalal

1 · Ennusta

Üksiku aatomi skaalal (umbes nanomeeter), kuidas minimaalne impulsi määramatus võrdleb eri piiramissuuruste vahel?

• Δp_min on Δx-iga pöördvõrdeline — piiramispiirkonna kahekordistamine poolendab minimaalse impulsi määramatuse.
• Δp_min on Δx-ga otseselt võrdeline.
• Nad ei ole lihtsal viisil seotud.

2 · Seadista

1. Ava asukoht-impulss kompromissi eelseadistus ja vajuta Lähtesta. See eelseadistus uurib piiramist aatomilise (nanomeetri) skaala lähedal.
2. Lülita sisse minimaalse impulsi määramatuse näit.
3. Sea iga katse jaoks piiramispiirkond 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. Kinnita, et sinu andmed näitavad puhast pöördvõrdelisust: Δx kahekordistamine poolendab täpselt Δp_min-i. Selgita, miks just see pöördseos (pigem kui näiteks pöördruut) järgneb otseselt määramatuse printsiibi kujust Δx·Δp ≥ ℏ/2.

5 · Laienda

1. Varased (pre-kvantmudelid) kujutasid elektronid orbiidil täpsetel, hästi määratletud radadel — nagu tillukesed planeedid. Selgita, miks määramatuse printsiip aatomiskaalal muudab sellise kindla-asukoha, kindla-impulsiga orbiidi põhimõtteliselt võimatuks, ajendades „elektronpilve“ pilti.
2. Võrdle oma Δp väärtusi siin (aatomiskaala, nanomeetri piiramine) gamma-piiramise eksperimendi omadega (tuuma skaala, femtomeetri piiramine, viis suurusjärku väiksem Δx). Selgita, miks osakese 100 000× tihedam piiramine annab 100 000× suurema minimaalse impulsi määramatuse.

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte