Vật lý hiện đại
Cân bằng vị trí–động lượng
Δx rộng so với K thấp — khám phá sự đánh đổi giữa độ trải vị trí và động lượng.
Cân bằng vị trí–động lượng — mô phỏng Vật lý hiện đại tương tác. Δx rộng so với K thấp — khám phá sự đánh đổi giữa độ trải vị trí và động lượng. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.
Vị trí–động lượng
Δx rộng đối lại K thấp — khám phá sự đánh đổi giữa độ phân tán vị trí và động lượng.
Δx rộng đối lại K thấp — khám phá sự đánh đổi giữa độ phân tán vị trí và động lượng.
- ΔxΔp ≥ ℏ/2
- Đánh đổi độ phân tán
Tóm tắt điều tra
Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm
Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.
Câu hỏi lái xe
Ở quy mô của một nguyên tử đơn lẻ (khoảng một nanomet), độ bất định động lượng tối thiểu so sánh như thế nào giữa một loạt các kích thước giam cầm?
Dự đoán cân nặng
- Δp_min tỷ lệ nghịch với Δx - việc nhân đôi vùng giam cầm sẽ giảm một nửa độ bất định động lượng tối thiểu.
- Δp_min tỷ lệ thuận với Δx.
- Chúng không liên quan một cách đơn giản.
Vai trò thay đổi
Những gì bạn đặt:
- Vùng giam giữ Δx (nm)
Những gì bạn đo lường:
- Động lượng không chắc chắn Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)
Cuộc điều tra diễn ra như thế nào
- Mở cài đặt trước position-momentum-tradeoff và nhấn Reset. Giá trị đặt trước này khám phá sự giam cầm ở quy mô gần nguyên tử (nanomet).
- Kích hoạt tính năng đọc độ bất định động lượng tối thiểu.
- Đặt vùng giam giữ Δx cho mỗi lần thử và ghi lại độ không đảm bảo động lượng tối thiểu có thể có.
phương trình điều khiển
Quy mô nguyên tắc không chắc chắn — Δx·Δp ≥ ℏ/2
Bởi vì Δp_min = ℏ/(2Δx), độ bất định động lượng tối thiểu có tỷ lệ chính xác là 1/Δx - việc thắt chặt giới hạn vị trí bởi bất kỳ yếu tố nào sẽ làm mất đi độ chắc chắn về động lượng theo cùng hệ số đó.
Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì
- Đối với một lần dùng thử, hãy tính Δp_min = ℏ/(2Δx) bằng cách sử dụng ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. So sánh với bảng.
- Xác nhận dữ liệu của bạn thể hiện tỷ lệ nghịch đảo rõ ràng: nhân đôi Δx chính xác làm đôi Δp_min. Giải thích lý do tại sao mối quan hệ nghịch đảo cụ thể này (chứ không phải là nghịch đảo bình phương ) lại diễn ra trực tiếp từ biểu mẫu Δx·Δp ≥ ℏ/2 của nguyên tắc bất định.
Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm
- Các mô hình ban đầu (tiền lượng tử) đã tưởng tượng các electron quay quanh hạt nhân trên những đường đi chính xác, được xác định rõ ràng – giống như các hành tinh nhỏ. Giải thích tại sao nguyên lý bất định ở quy mô nguyên tử làm cho quỹ đạo có vị trí xác định, động lượng xác định như vậy về cơ bản là không thể, thay vào đó thúc đẩy hình ảnh 'đám mây điện tử'.
- So sánh các giá trị Δp của bạn tại đây (thang nguyên tử, giới hạn nanomet) với thí nghiệm gamma-confinement (thang hạt nhân, giới hạn femtomet, Δx). nhỏ hơn năm bậc. Giải thích tại sao việc giam giữ một hạt 100 ,000× chặt chẽ hơn lại tạo ra độ không đảm bảo động lượng tối thiểu lớn hơn 100 ,000×.
- 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
- Chào mừng đến đánh đổi vị trí-động lượng
- Chọn thiết lập bất định
- Nhấn Phát
- Vị trí sắc nét hơn, p rộng hơn
- Mở Trình kiểm tra
- Hoàn thành!
Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.
Mở phòng thí nghiệm tương tác →