Fizică modernă
Compromis poziție–impuls
Δx larg versus K mic — explorează compromisul dintre împrăștierea poziției și a impulsului.
Compromis poziție–impuls — simulație interactivă de Fizică modernă. Δx larg versus K mic — explorează compromisul dintre împrăștierea poziției și a impulsului. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.
Poziție–impuls
Δx larg versus K mic — explorează compromisul dintre împrăștierea poziției și a impulsului.
Cu o cutie de poziție lată (Δx ≈ 1 nm) și energie mică a electronului (K mic), împrăștierea impulsului Δp este moderată — compromisul dintre a ști unde e particula și cât de repede se mișcă. Compară cu presetarea heisenberg-electron strânsă: îngustarea lui Δx forțează Δp în sus, astfel încât produsul de incertitudine rămâne peste ℏ/2.
- ΔxΔp ≥ ℏ/2
- Compromis de împrăștiere
Rezumat de investigație
Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul
Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.
Întrebare-ghid
La scara unui singur atom (aproximativ un nanometru), cum se compară incertitudinea minimă a impulsului peste un interval de mărimi de confinare?
Predicții de cântărit
- Δp_min este invers proporțional cu Δx — dublarea regiunii de confinare înjumătățește incertitudinea minimă a impulsului.
- Δp_min este direct proporțional cu Δx.
- Nu sunt legate într-un mod simplu.
Rolurile variabilelor
Ce stabilești tu:
- Regiunea de confinare Δx (nm)
Ce măsori:
- Incertitudinea impulsului Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)
Cum decurge investigația
- Deschide presetarea position-momentum-tradeoff și apasă Resetează. Această presetare explorează confinarea aproape de scara atomică (nanometru).
- Activează citirea incertitudinii minime a impulsului.
- Setează regiunea de confinare Δx pentru fiecare încercare și înregistrează incertitudinea minimă posibilă a impulsului.
Ecuația guvernantă
Scalarea principiului incertitudinii — Δx·Δp ≥ ℏ/2
Pentru că Δp_min = ℏ/(2Δx), incertitudinea minimă a impulsului scalează exact ca 1/Δx — strângerea confinării poziției cu orice factor slăbește certitudinea impulsului cu același factor.
Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve
- Pentru o încercare, calculează Δp_min = ℏ/(2Δx) folosind ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Compară cu tabelul.
- Confirmă faptul că datele tale arată o proporționalitate inversă curată: dublarea lui Δx înjumătățește exact Δp_min. Explică de ce această relație inversă specifică (în loc de, să zicem, pătrat invers) decurge direct din forma Δx·Δp ≥ ℏ/2 a principiului incertitudinii.
Unde mai apare asta dincolo de laborator
- Modelele timpurii (pre-cuantice) imaginau electroni orbitând un nucleu pe căi precise, bine definite — ca niște planete minusculе. Explică de ce principiul incertitudinii la scară atomică face o asemenea orbită cu poziție definită și impuls definit fundamental imposibilă, motivând în schimb imaginea „noralui de electroni”.
- Compară valorile tale Δp de aici (scară atomică, confinare de nanometru) cu cele ale experimentului gamma-confinement (scară nucleară, confinare de femtometru, cu Δx de cinci ordine de mărime mai mic). Explică de ce confinarea unei particule de 100.000× mai strâns produce o incertitudine minimă a impulsului de 100.000× mai mare.
- 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
- Bine ai venit la Compromisul poziție-impuls
- Selectează montajul de incertitudine
- Apasă Pornește
- Poziție mai precisă, p mai larg
- Deschide panoul Proprietăți
- Ai reușit!
Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.
Deschide laboratorul interactiv →