Heisenbergovo načelo nedoločenosti: položaj proti gibalni količini

1 · Predvidi

Če zapreš elektrona v vedno manjše območje prostora (zmanjšuješ nedoločenost njegovega položaja), ali se najmanjša možna nedoločenost njegove gibalne količine krči ali raste?

2 · Pripravi

  1. Odpri prednastavitev heisenberg-electron in pritisni Ponastavi.
  2. Omogoči odčitek najmanjše nedoločenosti gibalne količine.
  3. Nastavi nedoločenost položaja Δx za vsak poskus in zabeleži najmanjšo možno nedoločenost gibalne količine.

3 · Zberi podatke

Nedoločenost položaja Δx (nm)Nedoločenost gibalne količine Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)
0.05
0.10
0.20

Nariši Δp (os y) proti 1/Δx (os x) za svoje tri poskuse. Ali je črta ravna skozi izhodišče?

4 · Analiziraj

  1. Za en poskus izračunaj Δp_min = ℏ/(2Δx) s ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. Primerjaj s tabelo.
  2. Razloži, zakaj je produkt Δx·Δp_min natanko isti (ℏ/2) v vsakem poskusu — načelo nedoločenosti postavlja fiksno spodnjo mejo na PRODUKT obeh nedoločenosti, ne na vsako posebej.

5 · Razširi

  1. Načelo nedoločenosti ni o nerodnih merilnih inštrumentih, ki motijo delec — je temeljna lastnost kvantnih stanj samih, res tudi s popolno merilno opremo. Razloži, zakaj je „motnja merjenja“ pogost, a nepopoln opis tega načela.
  2. Za baseball (precej bolj masiven od elektrona) zapiranje njegovega položaja na milimeter še vedno da absurdno drobno najmanjšo nedoločenost gibalne količine glede na njegovo dejansko gibalno količino. Razloži, zakaj je kvantna nedoločenost opazna samo za zelo lahke delce, kot elektroni.

Fizika za tem poskusom

Heisenbergovo načelo nedoločenosti

Položaja in gibalne količine nikoli ne moreš hkrati poznati z neomejeno natančnostjo: Δx·Δp ≥ ℏ/2, kjer je ℏ = h/2π. Natančneje znan položaj prisili gibalno količino, da postane ustrezno manj določena.

← Nazaj na poskus

Moderna fizika

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov