หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก ตำแหน่งกับโมเมนตัม

1 · ทำนาย

ถ้ากักอิเล็กตรอนไว้ในบริเวณเล็กลงเรื่อย ๆ (ลดความไม่แน่นอนของตำแหน่ง) ความไม่แน่นอนขั้นต่ำของโมเมนตัมจะเล็กลงตามหรือโตขึ้น

• มันโตขึ้น — ความไม่แน่นอนของตำแหน่งกับโมเมนตัมแลกกัน การกัดตำแหน่งให้แม่นขึ้นบังคับให้โมเมนตัมไม่แน่นอนขึ้น
• มันเล็กลงตามความไม่แน่นอนของตำแหน่ง
• ความไม่แน่นอนของโมเมนตัมไม่ขึ้นกับของตำแหน่ง

2 · จัดเตรียม

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ heisenberg-electron แล้วกดรีเซ็ต
2. เปิดค่าแสดงความไม่แน่นอนของโมเมนตัมขั้นต่ำ
3. ตั้งความไม่แน่นอนของตำแหน่ง Δx ในแต่ละรอบแล้วบันทึกความไม่แน่นอนของโมเมนตัมที่น้อยที่สุด

3 · เก็บข้อมูล

พล็อต Δp (แกน y) กับ 1/Δx (แกน x) จากสามรอบการทดลอง เส้นตรงผ่านจุดกำเนิดหรือไม่

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ Δp_min = ℏ/(2Δx) โดยใช้ ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s เทียบกับตาราง
2. อธิบายว่าเหตุใดผลคูณ Δx·Δp_min จึงเท่ากันพอดี (ℏ/2) ทุกรอบ — หลักความไม่แน่นอนตั้งขอบเขตล่างคงที่ให้ผลคูณของความไม่แน่นอนทั้งสอง ไม่ใช่ตัวใดตัวหนึ่งลำพัง

5 · ต่อยอด

1. หลักความไม่แน่นอนไม่ใช่เรื่องเครื่องมือวัดอันตะนี้รบกวนอนุภาค — แต่เป็นสมบัติพื้นฐานของสถานะควอนตัมเอง เป็นจริงแม้เครื่องมือวัดสมบูรณ์แบบ อธิบายว่าเหตุใด “การรบกวนจากการวัด” จึงเป็นวิธีบรรยายที่นิยมแต่ไม่ครบถ้วน
2. สำหรับลูกเบสบอล (หนักกว่าอิเล็กตรอนมาก) การกักตำแหน่งให้อยู่ในหนึ่งมิลลิเมตรยังให้ความไม่แน่นอนของโมเมนตัมขั้นต่ำเล็กล้อย่อยเทียบกับโมเมนตัมจริงของมัน อธิบายว่าเหตุใดความไม่แน่นอนเชิงควอนตัมจึงสังเกตได้เฉพาะอนุภาคเบามากอย่างอิเล็กตรอน

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง