Fisica moderna

Elettrone di Heisenberg

Restringi Δx o alza K: verifica Δx·Δp ≥ ℏ/2 sulla barra.

Elettrone di Heisenberg — simulazione interattiva (Fisica moderna). Restringi Δx o alza K: verifica Δx·Δp ≥ ℏ/2 sulla barra. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.

Principio di indeterminazione

Stringi Δx o alza K: verifica Δx·Δp ≥ ℏ/2 sulla barra.

Confina un elettrone in Δx ≈ 0.1 nm (scala atomica). La dispersione Δp è almeno ℏ/(2Δx), quindi Δx·Δp ≥ ℏ/2. Premi Play: la scatola respira appena e le curve ψ / |ψ|² oscillano come un pacchetto d'onda. Stringere Δx o alzare K aumenta il prodotto sulla barra.

• ΔxΔp ≥ ℏ/2
• Compromesso

Sintesi dell'indagine

Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio

La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.

Domanda guida

Confínando un elettrone in una regione sempre più piccola (riducendo Δx), il minimo Δp si restringe o cresce?

Previsioni da valutare

• Cresce: le due indeterminazioni si scambiano; confinare di più la posizione rende la quantità di moto meno certa.
• Si restringe con Δx.
• Δp non dipende da Δx.

Ruoli delle variabili

Cosa imposti tu:

• Indeterminazione Δx (nm)

Cosa misuri:

• Indeterminazione Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)

Come si svolge l'indagine

1. Apri il preset heisenberg-electron e premi Reimposta.
2. Attiva la lettura del minimo Δp.
3. Imposta Δx per ogni prova e registra il minimo Δp.

Equazione che governa

Principio di indeterminazione di Heisenberg — Δx·Δp ≥ ℏ/2

Posizione e quantità di moto non possono mai essere entrambe note con precisione illimitata simultaneamente: Δx·Δp ≥ ℏ/2, dove ℏ = h/2π. Una posizione nota più precisamente costringe la quantità di moto a diventare corrispondentemente meno certa.

Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti

• Per una prova, calcola Δp_min = ℏ/(2Δx) usando ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Confronta con la tabella.
• Spiega perché il prodotto Δx·Δp_min è esattamente ℏ/2 in ogni prova: il principio fissa un limite al PRODOTTO, non a ciascuna.

Dove si ritrova fuori dal laboratorio

• Il principio non riguarda strumenti goffi che perturbano la particella: è una proprietà fondamentale degli stati quantistici, vera pure con strumenti perfetti. Spiega perché «perturbazione della misura» è una descrizione incompleta.
• Per una baseball (molto più massiccia), confinare la posizione entro un millimetro dà un Δp minimo irrisorio rispetto all'impulso reale. Spiega perché l'indeterminazione conta solo per particelle leggere.

• 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

1. Benvenuto all'elettrone di Heisenberg
2. Seleziona l'installazione d'indeterminazione
3. Premi Play
4. Dispersione in x e p
5. Apri il pannello Proprietà
6. Ce l'hai fatta!

Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.

Apri laboratorio interattivo →

Scarica foglio di laboratorio →

Il principio di indeterminazione