Fiżika Moderna

l-elettron ta’ Heisenberg

Iddaqqas Δx jew għolla K — iċċekkja Δx·Δp ≥ ℏ/2 fil-pannell.

l-elettron ta’ Heisenberg — simulazzjoni interattiva ta’ Fiżika Moderna. Iddaqqas Δx jew għolla K — iċċekkja Δx·Δp ≥ ℏ/2 fil-pannell. Laboratorju virtwali tal-fiżika b’xejn fil-browser b’kejl SI ħaj u tutorjal gwida.

prinċipju ta’ l-inċertezza

Iddaqqas Δx jew għolla K — iċċekkja Δx·Δp ≥ ℏ/2 fil-pannell.

Ikkonfina elettron għal Δx ≈ 0.1 nm (iskala atomika). It-tifrix tal-momentum Δp hu tal-inqas ℏ/(2Δx), għalhekk Δx·Δp ≥ ℏ/2. Agħfas Riproduċi: il-kaxxa ta’ konfinement tonfoħ ftit u l-kurvi ψ / |ψ|² joxxillaw bħal pakkett ta’ mewġ tal-materja. Id-daqqas ta’ Δx jew it-telgħa ta’ K enerġija ċinetika jiżdiedu l-prodott muri fil-pannell.

• ΔxΔp ≥ ℏ/2
• Kompromess

Sommarju ta’ investigazzjoni

Ippjana l-mistoqsija qabel ma tiftaħ il-lab

Il-brief jgħaqqad mal-paġna pre-renderjata: mistoqsija ewlenija, predizzjonijiet li jikkontestaw, rwoli tal-varjabbli, liġijiet li jirregolaw, s-setup, analiżi u talbiet ta’ estensjoni jibqgħu viżibbli u f’dan l-ordni.

Mistoqsija ta’ tmexxija

Jekk tikkomprina elettron f’regjun ta’ l-ispazju żgħir u żgħir (it-tnaqqis ta’ l-inċertezza fil-pożizzjoni tiegħu), l-inċertezza minima possibbli fil-momentum tiegħu tonqos ukoll, jew tikber?

Predizzjonijiet biex jitqiesu

• Tikber — l-inċertezza ta’ pożizzjoni u momentum jikkompromettu xulxin; il-kompressjoni ta’ pożizzjoni b’mod aktar preċiż tiġiegħel il-momentum isir inqas ċert.
• Tonqos flimkien mal-inċertezza ta’ pożizzjoni.
• L-inċertezza ta’ momentum ma tiddependix mill-inċertezza ta’ pożizzjoni.

Rwoli tal-varjabbli

X’issettja:

• Inċertezza ta’ pożizzjoni Δx (nm)

X’tkejjel:

• Inċertezza ta’ momentum Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)

Kif taħdem l-investigazzjoni

1. Iftaħ il-preset ta’ heisenberg-electron u agħfas Reset.
2. Attiva l-qari ta’ inċertezza minima ta’ momentum.
3. Issettja l-inċertezza ta’ pożizzjoni Δx għal kull prova u irrekordja l-inċertezza minima possibbli ta’ momentum.

l-ekwazzjoni li tiggwida

Il-Prinċipju ta’ l-Inċertezza ta’ Heisenberg — Δx·Δp ≥ ℏ/2

Pożizzjoni u momentum qatt ma jistgħu t-tnejn jkunu magħrufa b’preċiżjni mingħajr limitu fl-istess ħin: Δx·Δp ≥ ℏ/2, fejn ℏ = h/2π. Pożizzjoni magħrufa b’mod aktar preċiż tiġiegħel il-momentum isir kif jixirqq inqas ċert.

X’il-folja stampabbli titlob lill-istudenti jaħdmu

• Għal prova waħda, ikkalkula Δp_min = ℏ/(2Δx) bl-użu ta’ ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Qabbel mat-tabella.
• Ispjega għalfejn il-prodott Δx·Δp_min hu eżattament l-istess (ℏ/2) f’kull prova — il-prinċipju ta’ inċertezza jissettja limitu t’isfel fiss fuq il-PRODOTT taż-żewġ inċertezzi, mhux fuq waħda waħedha.

Fejn dan jidher lil hinn mill-lab

• Il-prinċipju ta’ inċertezza m’hux dwar strumenti ta’ tkejjel clumsużi li jdisturbaw partiċella — hu proprjetà fundamentali ta’ stati kwantistiċi nfushom, veru anki b’equipagg perfett ta’ tkejjel. Ispjega għalfejn “disturb ta’ tkejjel” hu mod komuni imma inkomplut biex tiddeskrivi dan il-prinċipju.
• Għal ballun ta’ baseball (ħafna aktar massiv minn elettron), il-kompressjoni ta’ pożizzjoni tiegħu f’millimetru xorta tagħti inċertezza minima ta’ momentum absurdament żgħira mqabbla mal-momentum attwali tiegħu. Ispjega għalfejn l-inċertezza kwantistika hi notevoli biss għal partiċelli ħfief ħafna bħall-elettroni.

• 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. Merħba għal Elettron ta’ Heisenberg
2. Agħżel is-setup ta’ inċertezza
3. Agħfas Riproduċi
4. Tifrix f’x u f’p
5. Iftaħ il-pannell tal-Proprjetajiet
6. Għamirtha!

Iftaħ is-simulazzjoni interattiva biex tibni x-xena, agħfas Riproduċi, u esplora b’kejl ħaj u tutorjal bil-gwida.

Iftaħ Lab Interattiv →

Niżżel il-folja →

Il-Prinċipju ta’ l-Inċertezza