Principio di Heisenberg: posizione contro quantità di moto
1 · Prevedi
Confínando un elettrone in una regione sempre più piccola (riducendo Δx), il minimo Δp si restringe o cresce?
- 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.
2 · Configurazione
- Apri il preset heisenberg-electron e premi Reimposta.
- Attiva la lettura del minimo Δp.
- Imposta Δx per ogni prova e registra il minimo Δp.
3 · Raccogli dati
| Indeterminazione Δx (nm) | Indeterminazione Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s) |
|---|---|
| 0.05 | |
| 0.10 | |
| 0.20 |
Traccia Δp (asse y) contro 1/Δx (asse x) per le tre prove. Retta per l'origine?
4 · Analizza
- 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.
5 · Estendi
- 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.
La fisica dietro questo esperimento
Principio di indeterminazione di Heisenberg
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.