Prinsip Ketidakpastian Heisenberg: Posisi vs Momentum

1 · Memprediksi

Jika Anda membatasi sebuah elektron pada wilayah ruang yang semakin kecil (mengurangi ketidakpastian posisinya), apakah ketidakpastian minimum yang mungkin terjadi pada momentumnya juga menyusut, atau bertambah?

2 · Pengaturan

  1. Buka preset heisenberg-electron dan tekan Reset.
  2. Aktifkan pembacaan ketidakpastian momentum minimum.
  3. Tetapkan ketidakpastian posisi Δx untuk setiap percobaan dan catat ketidakpastian momentum seminimal mungkin.

3 · Kumpulkan Data

Ketidakpastian posisi Δx (nm)Ketidakpastian momentum Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)
0.05
0.10
0.20

Plot Δp (sumbu y) terhadap 1/Δx (sumbu x) untuk ketiga percobaan Anda. Apakah garisnya lurus melalui titik asal?

4 · Analisis

  1. Untuk satu percobaan, hitung Δp_min = ℏ/(2Δx) menggunakan ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Bandingkan dengan tabel.
  2. Jelaskan mengapa produk Δx·Δp_min sama persis dengan (ℏ/2) di setiap percobaan — prinsip ketidakpastian menetapkan batas bawah tetap pada PRODUK dari dua ketidakpastian, bukan pada salah satu saja.

5 · Perluas

  1. Prinsip ketidakpastian bukanlah tentang alat ukur yang kasar yang mengganggu sebuah partikel — ini adalah sifat mendasar dari keadaan kuantum itu sendiri, bahkan dengan peralatan pengukuran yang sempurna. ...
  2. Untuk bola bisbol (yang jauh lebih masif daripada elektron), membatasi posisinya dalam satu milimeter masih memberikan ketidakpastian momentum minimum yang sangat kecil dibandingkan dengan momentum sebenarnya. Jelaskan mengapa ketidakpastian kuantum hanya terlihat pada partikel yang sangat ringan seperti elektron.

Fisika di Balik Eksperimen Ini

Prinsip Ketidakpastian Heisenberg

Posisi dan momentum tidak pernah bisa diketahui secara bersamaan dengan presisi tak terbatas: Δx·Δp ≥ ℏ/2, di mana ℏ = h/2π. Posisi yang lebih diketahui dengan tepat memaksa momentum menjadi kurang pasti.

← Kembali ke eksperimen

Fisika Modern

138 Lembar Kerja Laboratorium Fisika Gratis yang Bisa Dicetak