Modern Physics
Heisenberg electron
Higpitan ang Δx o taasan ang K — i-check ang Δx·Δp ≥ ℏ/2 sa bar.
Heisenberg electron — interactive na Modern Physics simulation. Higpitan ang Δx o taasan ang K — i-check ang Δx·Δp ≥ ℏ/2 sa bar. Libreng browser-based virtual physics lab na may live na SI measurement at guided tutorial.
Uncertainty principle
Higpitan ang Δx o itaas ang K — tingnan ang Δx·Δp ≥ ℏ/2 sa bar.
Ikulong ang electron sa Δx ≈ 0.1 nm (atomic scale). Ang momentum spread na Δp ay hindi bababa sa ℏ/(2Δx), kaya Δx·Δp ≥ ℏ/2. Pindutin ang I-play: bahagyang nagpapalapalit ng laki ang confinement box at oscillate ang mga kurba ng ψ / |ψ|² na parang matter-wave packet. Ang paghigpit sa Δx o pagtaas ng kinetic energy K ay pinapalaki ang produktong nakikita sa bar.
- ΔxΔp ≥ ℏ/2
- Tradeoff
Investigation brief
Iplano ang tanong bago mo buksan ang lab
Ang brief ay kapareho ng prerendered na page: driving question, magkatunggaling hula, papel ng variable, governing law, setup, pagtatasa at prompt ng pagpapalawak — nananatiling nakikita at sa ganitong pagkakasunod.
Pangunahing tanong
Kapag pinaliit mo nang lalo't lalo ang rehiyon ng espasyo kung saan nakakulong ang electron (binabawasan ang uncertainty sa posisyon), lumiliit o lumalaki ba ang pinakamaliit na posibleng uncertainty sa momentum?
Mga hulang timbangin
- Lumalaki — nagti-trade-off ang uncertainty ng posisyon at momentum; kapag hinarang mo nang mas tumpak ang posisyon, kinakailangang maging mas hindi sigurado ang momentum.
- Lumiliit kasama ng position uncertainty.
- Hindi nakadepende sa position uncertainty ang momentum uncertainty.
Mga papel ng variable
Ang itinatakda mo:
- Position uncertainty Δx (nm)
Ang sinusukat mo:
- Momentum uncertainty Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)
Paano tumatakbo ang investigation
- Buksan ang heisenberg-electron preset at pindutin ang I-reset.
- I-enable ang minimum-momentum-uncertainty readout.
- Itakda ang position uncertainty Δx sa bawat trial at itala ang pinakamaliit na posibleng momentum uncertainty.
Governing equation
Heisenberg Uncertainty Principle — Δx·Δp ≥ ℏ/2
Hindi kailanman magkasabay na walang limiteng tumpak ang posisyon at momentum: Δx·Δp ≥ ℏ/2, kung saan ℏ = h/2π. Ang mas tumpak na posisyon ay nagpapahirap sa katumbas na pagiging sigurado ng momentum.
Ang hinihingi sa mga estudyante na kalkulahin ng napi-print na worksheet
- Para sa isang trial, kalkulahin ang Δp_min = ℏ/(2Δx) gamit ang ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Ihambing sa table.
- Ipaliwanag kung bakit eksaktong magkapareho (ℏ/2) ang produktong Δx·Δp_min sa bawat trial — nakatakdang lower bound ang uncertainty principle sa PRODUKTO ng dalawang uncertainty, hindi sa alinman mag-isa.
Saan ito lumilitaw lampas sa lab
- Hindi tungkol sa hamak na pagsukat na instrumentong gumugulo sa partikulo ang uncertainty principle — fundamental itong property ng mismong quantum state, totoo kahit perpekto ang kagamitan. Ipaliwanag kung bakit 'measurement disturbance' ay karaniwan pero hindi kumpletong paglalarawan ng prinsipyong ito.
- Para sa baseball (mas mabigat nang husto kaysa electron), ang pagkulong sa posisyon nito sa loob ng isang milimetro ay nagbibigay pa rin ng kalokohong maliit na minimum momentum uncertainty kumpara sa aktwal na momentum. Ipaliwanag kung bakit napapansin lang ang quantum uncertainty sa napakagaan na partikulo gaya ng electron.
- 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
- Mabuhay sa Heisenberg Electron
- Piliin ang uncertainty setup
- Pindutin ang I-play
- Pagkalat sa x at p
- Buksan ang Properties panel
- Nagawa mo ito!
Buksan ang interactive simulation para buuin ang scene, pindutin ang I-play, at tuklasin na may live na measurement at guided tutorial.