Prinsip Ketaktentuan Heisenberg: Kedudukan lwn. Momentum

1 · Ramal

Jika anda menghadkan elektron kepada kawasan ruang semakin kecil (mengurangkan ketaktentuan kedudusannya), adakah ketaktentuan minimum yang mungkin dalam momentumnya turut mengecil, atau membesar?

• 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.

2 · Susun

1. Buka praset elektron-heisenberg dan tekan Set semula.
2. Aktifkan bacaan ketaktentuan-momentum-minimum.
3. Tetapkan ketaktentuan kedudukan Δx bagi setiap percubaan dan rekod ketaktentuan momentum minimum yang mungkin.

3 · Kumpul Data

Plot Δp (paksi-y) melawan 1/Δx (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah garisnya lurus melalui asal?

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira Δp_min = ℏ/(2Δx) menggunakan ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Bandingkan dengan jadual.
2. 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.

5 · Lanjutkan

1. 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.
2. 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.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma