రోజువారీ పరమాణు స్కేలు వద్ద అనిశ్చితత్వ సమతూకం

1 · ఊహించండి

ఒకే పరమాణువు స్కేలు వద్ద (సుమారు నానోమీటర్), పరిమిత పరిమాణాల శ్రేణిలో కనీస ద్రవ్యవేగ అనిశ్చితత్వం ఎలా సాపేక్షపడుతుంది?

• Δp_min, Δx కు వ్యస్తానుపాతంలో ఉంటుంది — పరిమిత ప్రాంతాన్ని రెట్టింపు చేస్తే కనీస ద్రవ్యవేగ అనిశ్చితత్వం సగమవుతుంది.
• Δp_min, Δx కు నేరుగా అనుపాతంలో ఉంటుంది.
• అవి సరళమైన మార్గంలో సంబంధపడవు.

2 · అమరిక

1. position-momentum-tradeoff ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. ఈ ప్రీసెట్ పరమాణు (నానోమీటర్) స్కేలు దగ్గర పరిమితిని అన్వేషిస్తుంది.
2. కనిష్ఠ-ద్రవ్యవేగ-అనిశ్చితత్వ రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
3. ప్రతి ప్రయత్నానికి పరిమిత ప్రాంతం Δx ను సెట్ చేసి, కనీస సాధ్యమైన ద్రవ్యవేగ అనిశ్చితత్వాన్ని నమోదు చేయండి.

3 · డేటా సేకరించండి

మీ మూడు ప్రయత్నాల కోసం 1/Δx (x-అక్షం) పై Δp (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి. రేఖ మూలబిందువు గుండా సరళంగా ఉందా?

4 · విశ్లేషించండి

1. ఒక ప్రయత్నానికి, ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s ఉపయోగించి Δp_min = ℏ/(2Δx) లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి.
2. మీ డేటా శుద్ధమైన వ్యస్తానుపాతాన్ని చూపుతుందని నిర్ధారించండి: Δx రెట్టింపు చేస్తే Δp_min ఖచ్చితంగా సగమవుతుంది. ఈ నిర్దిష్ట వ్యస్త సంబంధం (ఉదాహరణకు వ్యస్త-వర్గం కాదు) అనిశ్చితత్వ సూత్రపు Δx·Δp ≥ ℏ/2 రూపం నుండి నేరుగా ఎలా వస్తుందో వివరించండి.

5 · విస్తరించండి

1. ప్రారంభ (పూర్వ-క్వాంటం) నమూనాలు ఎలక్ట్రాన్‌లు కేంద్రకం చుట్టూ ఖచ్చితమైన, స్పష్టమైన మార్గాల్లో పరిభ్రమిస్తాయని ఊహించాయి — చిన్న గ్రహాల లాగా. పరమాణు స్కేలు వద్ద అనిశ్చితత్వ సూత్రం అలాంటి నిర్దిష్ట-స్థానం, నిర్దిష్ట-ద్రవ్యవేగ కక్ష్యాన్ని మౌలికంగా అసాధ్యం చేస్తుంది, బదులుగా 'ఎలక్ట్రాన్ మేఘం' చిత్రానికి ప్రేరణ ఇచ్చిందో వివరించండి.
2. ఇక్కడి మీ Δp విలువలను (పరమాణు స్కేలు, నానోమీటర్ పరిమితి, Δx ~ 1 nm) gamma-confinement ప్రయోగపు దానితో (కేంద్రక స్కేలు, ఫెమ్టోమీటర్ పరిమితి, Δx ~ 1 fm) పోల్చండి — ఆరు అంకెల క్రమాంకం చిన్నది. కణాన్ని అంత ఎక్కువ బిగించడం వల్ల అనుపాతంలో పెద్ద కనీస ద్రవ్యవేగ అనిశ్చితత్వం ఎందుకు వస్తుందో, రెండు నిర్దిష్ట ప్రయత్నాల మధ్య ఖచ్చిత నిష్పత్తి స్కేలు తేడాపై మాత్రమే కాకుండా, ప్రతి ప్రయోగంలో మీరు ఎంచుకున్న Δx విలువలపై కూడా ఎందుకు ఆధారపడుతుందో వివరించండి.

ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం

← ప్రయోగానికి తిరిగి

138 ఉచిత ముద్రించగల భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగ పత్రకాలు