Il-Kompromess ta’ Inċertezza f’Skala Atomika ta’ Kuljum

1 · Ippreddi

Fl-iskala ta’ atomu wieħed (bejn wieħed u ieħor nanometru), kif l-inċertezza minima ta’ momentum tqabbel madwar range ta’ daqsijiet ta’ konfinament?

Δp_min hu inversament proporzjonali għal Δx — it-tdubbiljar tar-reġjun ta’ konfinament jinqasam bin-nofs l-inċertezza minima ta’ momentum.
Δp_min hu direttament proporzjonali għal Δx.
M’humiex relatati b’mod sempliċi.

2 · Tħejjija

Iftaħ il-preset ta’ position-momentum-tradeoff u agħfas Reset. Dan il-preset jesplora konfinament qrib skala atomika (nanometru).
Attiva l-qari ta’ inċertezza minima ta’ momentum.
Issettja r-reġjun ta’ konfinament Δx għal kull prova u irrekordja l-inċertezza minima possibbli ta’ momentum.

3 · Ħu d-Dejta

Reġjun ta’ Kunfinament Δx (nm)	Inċertezza ta’ momentum Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)
0.50
1.00
2.00

Ipinġi Δp (ass ġewwa) kontra 1/Δx (ass mal-ġenb) għat-tliet provi tiegħek. Il-linja hi dritta mill-oriġini?

4 · Analizza

Għal prova waħda, ikkalkula Δp_min = ℏ/(2Δx) bl-użu ta’ ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Qabbel mat-tabella.
Ikkonferma li d-dejta tiegħek turi proporzjonalità inversa nadifa: it-tdubbiljar ta’ Δx eżattament jinqasam bin-nofs Δp_min. Ispjega għalfejn din ir-relazzjoni inversa speċifika (minflok, per eżempju, kwadru invers) tissegwi direttament mill-forma Δx·Δp ≥ ℏ/2 tal-prinċipju ta’ inċertezza.

5 · Estendi

Mudelli bikrin (pre-kwantistiċi) immaġinaw elettroni jorvitaw nukleju fuq triqqet preċiżi u definiti sew — bħal pjaneti żgħar. Ispjega għalfejn il-prinċipju ta’ inċertezza fl-iskala atomika jagħmel orbita b’pożizzjoni definita u momentum definit fundamentali impossibbli, u jmexxi lejn il-pittura ta’ “sħaba ta’ elettroni” minflok.
Qabbel il-valuri ta’ Δp tiegħek hawn (skala atomika, konfinament ta’ nanometru) mad-dawk ta’ l-esperiment ta’ gamma-confinement (skala nukleari, konfinament ta’ femtometru, ħames ordnijiet ta’ magnitudni inqas Δx). Ispjega għalfejn konfinament ta’ partiċella 100,000× aktar mgħaqqad jipproduċi inċertezza minima ta’ momentum 100,000× akbar.

Il-Fiżika Wara Dan l-Esperiment

L-Iskala tal-Prinċipju ta’ l-Inċertezza

Peress li Δp_min = ℏ/(2Δx), l-inċertezza minima ta’ momentum tiskala b’mod eżattament bħal 1/Δx — t-tgħaqqid tal-konfinament ta’ pożizzjoni b’kwalunkwe fattur jiffeffexxiċ-ċertezza ta’ momentum b’dak l-istess fattur.

← Lura għall-esperiment

Fiżika Moderna

138 Folja ta’ Lab ta’ Fiżika Stampabbli u B’Xejn