Fizik Moden
Elektron Heisenberg
Perketat Δx atau naikkan K -- semak Δx·Δp ≥ ℏ/2 pada bar.
Elektron Heisenberg — simulasi Fizik Moden interaktif. Perketat Δx atau naikkan K -- semak Δx·Δp ≥ ℏ/2 pada bar. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Prinsip ketaktentuan
Perketat Δx atau naikkan K -- semak Δx·Δp ≥ ℏ/2 pada bar.
Hadkan satu elektron kepada Δx ≈ 0.1 nm (skala atom). Sebaran momentum Δp sekurang-kurangnya ℏ/(2Δx), jadi Δx·Δp ≥ ℏ/2. Tekan Main: kotak had menafas sedikit dan lengkung ψ / |ψ|² berayun seperti paket gelombang-jirim. Memperketat Δx atau menaikkan tenaga kinetik K meningkatkan hasil yang ditunjukkan pada bar.
- ΔxΔp ≥ ℏ/2
- Pertukaran
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Jika anda menghadkan elektron kepada kawasan ruang semakin kecil (mengurangkan ketaktentuan kedudusannya), adakah ketaktentuan minimum yang mungkin dalam momentumnya turut mengecil, atau membesar?
Ramalan untuk ditimbang
- Ia membesar -- ketaktentuan kedudukan dan momentum bertukar antara satu sama lain; menghadkan kedudukan lebih tepat memaksa momentum menjadi kurang pasti.
- Ia mengecil bersama ketaktentuan kedudukan.
- Ketaktentuan momentum tidak bergantung pada ketaktentuan kedudukan.
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Ketaktentuan kedudukan Δx (nm)
Apa yang anda ukur:
- Ketaktentuan momentum Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset elektron-heisenberg dan tekan Set semula.
- Aktifkan bacaan ketaktentuan-momentum-minimum.
- Tetapkan ketaktentuan kedudukan Δx bagi setiap percubaan dan rekod ketaktentuan momentum minimum yang mungkin.
Persamaan pengawal
Prinsip Ketaktentuan Heisenberg — Δx·Δp ≥ ℏ/2
Kedudukan dan momentum tidak pernah boleh diketahui bersama dengan presisi tanpa had serentak: Δx·Δp ≥ ℏ/2, dengan ℏ = h/2π. Kedudukan yang diketahui lebih tepat memaksa momentum menjadi kurang pasti berkadar.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira Δp_min = ℏ/(2Δx) menggunakan ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Bandingkan dengan jadual.
- Terangkan mengapa hasil darab Δx·Δp_min tepat sama (ℏ/2) dalam setiap percubaan -- prinsip ketaktentuan menetapkan had bawah TETAP pada HASIL DARAB kedua-dua ketaktentuan itu, bukan pada mana-mana satu bersendirian.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Prinsip ketaktentuan bukan tentang instrumen pengukuran yang kasar mengganggu satu zarah -- ia sifat asas keadaan kuantum itu sendiri, benar walaupun dengan peralatan pengukuran sempurna. Terangkan mengapa 'gangguan pengukuran' ialah cara biasa tetapi tidak lengkap untuk memerihalkan prinsip ini.
- Bagi satu bola lisang (jauh lebih berat daripada elektron), menghadkan kedudusannya kepada dalam satu milimeter masih memberikan ketaktentuan momentum minimum yang remeh kecil berbanding momentum sebenarnya. Terangkan mengapa ketaktentuan kuantum hanya ketara bagi zarah sangat ringan seperti elektron.
- 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 ke Elektron Heisenberg
- Pilih susunan ketaktentuan itu
- Tekan Main
- Sebaran dalam x dan p
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.