Fisika Modern
Kompromi posisi–momentum
Δx besar vs K rendah — jelajahi kompromi antara sebaran posisi dan momentum.
Kompromi posisi–momentum — simulasi Fisika Modern interaktif. Δx besar vs K rendah — jelajahi kompromi antara sebaran posisi dan momentum. Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.
Posisi–momentum
Δx lebar vs K rendah — jelajahi trade-off antara sebaran posisi dan momentum.
Dengan kotak posisi lebar (Δx ≈ 1 nm) dan energi elektron rendah (K kecil), sebaran momentum Δp sederhana — trade-off antara mengetahui di mana partikel berada dan seberapa cepat ia bergerak. Bandingkan dengan preset heisenberg-electron yang sempit: menpersempit Δx memaksa Δp naik sehingga produk ketidakpastian tetap di atas ℏ/2.
- ΔxΔp ≥ ℏ/2
- Pertukaran penyebaran
Singkat investigasi
Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab
Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.
Pertanyaan mengemudi
Pada skala atom tunggal (kira-kira satu nanometer), bagaimana perbandingan ketidakpastian momentum minimum pada rentang ukuran kurungan?
Prediksi untuk ditimbang
- Δp_min berbanding terbalik dengan Δx — menggandakan wilayah pengekangan akan mengurangi separuh ketidakpastian momentum minimum.
- Δp_min berbanding lurus dengan Δx.
- Mereka tidak berhubungan secara sederhana.
Peran variabel
Apa yang Anda tetapkan:
- Wilayah kurungan Δx (nm)
Apa yang Anda ukur:
- Ketidakpastian momentum Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)
Bagaimana penyelidikannya berjalan
- Buka preset posisi-momentum-tradeoff dan tekan Reset. Prasetel ini mengeksplorasi pengurungan mendekati skala atom (nanometer).
- Aktifkan pembacaan ketidakpastian momentum minimum.
- Tetapkan daerah pengekangan Δx untuk setiap percobaan dan catat kemungkinan ketidakpastian momentum minimum.
Persamaan yang mengatur
Penskalaan Prinsip Ketidakpastian — Δx·Δp ≥ ℏ/2
Karena Δp_min = ℏ/(2Δx), ketidakpastian momentum minimum berskala tepat 1/Δx — memperketat batasan posisi dengan faktor apa pun akan melonggarkan kepastian momentum dengan faktor yang sama.
Apa yang diminta lembar kerja yang dapat dicetak agar dikerjakan siswa
- Untuk satu percobaan, hitung Δp_min = ℏ/(2Δx) menggunakan ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Bandingkan dengan tabel.
- Konfirmasikan bahwa data Anda menunjukkan proporsionalitas terbalik: menggandakan Δx tepat membagi dua Δp_min. Jelaskan mengapa hubungan invers spesifik ini (bukannya, katakanlah, invers-kuadrat) mengikuti langsung bentuk Δx·Δp ≥ ℏ/2 dari prinsip ketidakpastian.
Di mana hal ini muncul di luar lab
- Model awal (pra-kuantum) membayangkan elektron mengorbit inti pada jalur yang tepat dan terdefinisi dengan baik — seperti planet kecil. Jelaskan mengapa prinsip ketidakpastian pada skala atom membuat orbit dengan posisi pasti dan momentum pasti menjadi tidak mungkin, sehingga justru memotivasi gambaran 'awan elektron'.
- Bandingkan nilai Δp Anda di sini (skala atom, pembatasan nanometer, Δx ~ 1 nm) dengan nilai eksperimen gamma-confinement (skala nuklir, pembatasan femtometer, Δx ~ 1 fm) — enam orde magnitudo lebih kecil. Jelaskan mengapa membatasi partikel dengan lebih ketat menghasilkan ketidakpastian momentum minimum yang lebih besar, dan mengapa rasio pasti antara dua percobaan spesifik juga bergantung pada nilai Δx mana yang Anda pilih di setiap percobaan, bukan hanya pada perbedaan skala.
- 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
- Selamat datang di trade-off posisi-momentum
- Pilih susunan ketidakpastian
- Tekan Putar
- Posisi lebih tajam, p lebih lebar
- Buka panel properti
- Berhasil!
Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.