Nguyên lý bất định Heisenberg: Vị trí và động lượng

1 · Dự đoán

Nếu bạn giam giữ một electron trong một vùng không gian ngày càng nhỏ hơn (làm giảm độ bất định về vị trí của nó), thì độ bất định tối thiểu có thể có trong động lượng của nó cũng co lại hay tăng lên?

• Nó phát triển - sự không chắc chắn về vị trí và động lượng đánh đổi lẫn nhau; vị trí giới hạn chính xác hơn buộc động lượng trở nên kém chắc chắn hơn.
• Nó co lại cùng với sự không chắc chắn về vị trí.
• Sự không chắc chắn về động lượng không phụ thuộc vào sự không chắc chắn về vị trí.

2 · Thiết lập

1. Mở cài đặt trước heisenberg-electron và nhấn Reset.
2. Kích hoạt tính năng đọc động lượng tối thiểu-độ không chắc chắn.
3. Đặt độ bất định vị trí Δx cho mỗi lần thử và ghi lại độ bất định động lượng tối thiểu có thể có.

3 · Thu thập dữ liệu

Vẽ biểu đồ Δp (trục y) so với 1/Δx (trục x) cho ba lần thử của bạn. Đường có thẳng qua gốc tọa độ không?

4 · Phân tích

1. 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.
2. Giải thích lý do tại sao sản phẩm Δx·Δp_min giống hệt (ℏ/2) trong mọi lần thử - nguyên tắc bất định đặt giới hạn dưới cố định trên SẢN PHẨM của hai độ không đảm bảo chứ không phải chỉ một trong hai độ không đảm bảo.

5 · Gia hạn

1. Nguyên lý bất định không nói về những dụng cụ đo vụng về làm nhiễu loạn một hạt - nó là một tính chất cơ bản của bản thân các trạng thái lượng tử, đúng ngay cả với thiết bị đo hoàn hảo. Giải thích tại sao 'nhiễu loạn đo lường' là cách phổ biến nhưng không đầy đủ để mô tả nguyên tắc này.
2. Đối với một quả bóng chày (có khối lượng lớn hơn nhiều so với một electron), việc giới hạn vị trí của nó trong phạm vi một milimet vẫn mang lại độ bất định động lượng tối thiểu cực kỳ nhỏ so với động lượng thực tế của nó. Giải thích tại sao độ bất định lượng tử chỉ đáng chú ý đối với các hạt rất nhẹ như electron.

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

← Quay lại thử nghiệm