اصل عدم قطعیت
هرگز نمیتوانید همزمان مکان دقیق و تکانهٔ دقیق جسمی را بدانید — هرچه دقیقتر بدانید کجاست، کمتر میتوانید بدانید چگونه حرکت میکند، و برعکس. این بهخاطر ناشی بودن ابزارهایمان نیست؛ حدی بنیادی است که در خودِ طبیعت تعبیه شده و فقط برای ذرههای بسیار کوچکی مانند الکترون به چشم میآید.
Δx · Δp ≥ ℏ / 2
- Δx — عدمقطعیت مکان (m): مکانهای ممکن الکترون چقدر پخشهاند
- Δp — عدمقطعیت تکانه (kg·m/s): مقدارهای ممکن تکانهٔ الکترون چقدر پخشهاند
- ℏ — ثابت پلانک کاهیده (J·s): عدد ثابت بسیار کوچکی، حدود 1 × 10⁻³⁴، که حد عدم قطعیت طبیعت را تعیین میکند
الکترونی در جعبهای به پهنای 1 × 10⁻¹⁰ متر محبوس است — حدود اندازهٔ یک اتم. کوچکترین عدم قطعیت ممکن تکانهاش چند است؟
- Δx = 1 × 10⁻¹⁰ m
- ℏ = 1 × 10⁻³⁴ J·s
- Δp ≥ ℏ / (2 · Δx)
- Δp ≥ (1 × 10⁻³⁴ J·s) / (2 × 1 × 10⁻¹⁰ m)
Δp ≥ 5 × 10⁻²⁵ kg·m/s