近代物理
海森堡電子
減小 Δx 或增大 K — 在條形圖上檢查 Δx·Δp ≥ ℏ/2。
海森堡電子——互動式近代物理模擬。減小 Δx 或增大 K — 在條形圖上檢查 Δx·Δp ≥ ℏ/2。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
不確定性原理
減小 Δx 或增大 K — 在條形圖上檢查 Δx·Δp ≥ ℏ/2。
減小 Δx 或增大 K — 在條形圖上檢查 Δx·Δp ≥ ℏ/2。
- 海森伯不確定性原理 ΔxΔp ≥ ℏ/2
- 權衡
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
如果將電子限制在越來越小的空間區域（減少其位置的不確定性），其動量的最小可能不確定性是否也會縮小或增加？
預測權重
- 它不斷增長——位置和動量的不確定性相互抵消；更精確地限制位置會迫使動量變得不那麼確定。
- 它隨著位置的不確定性而縮小。
- 動量不確定性並不取決於頭寸不確定性。
可變角色
您設定的內容：
- 位置不確定度 Δx (nm)
您測量的內容：
- 動量不確定度 Δp (×10⁻²⁵ kg·m/s)
調查如何進行
- 開啟 heisenberg-electron 預設並按下 Reset。
- 啟用最小動量不確定度讀數。
- 設定每次試驗的位置不確定性 Δx 並記錄最小可能的動量不確定性。
控制方程
海森堡測不準原理 — Δx·Δp ≥ ℏ/2
位置和動量永遠無法同時以無限精度獲知：Δx·Δp ≥ ℏ/2，其中 ℏ = h/2π。更精確地了解位置會迫使動量相應地變得不那麼確定。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於一項試驗，使用 ℏ = 1.055×10⁻³⁴ J·s. 計算 Δp_min = ℏ/(2Δx) 與表格進行比較。
- 解釋為什麼每次試驗中的乘積 Δx·Δp_min 完全相同 (ℏ/2) — 不確定性原理為兩個不確定性的乘積設定了固定的下限，而不是單獨為其中任何一個確定。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 不確定性原理與笨拙的測量儀器幹擾粒子無關——它是量子態本身的基本屬性，即使有完美的測量設備也是如此。解釋為什麼「測量幹擾」是描述這原理的常見但不完整的方式。
- 對於棒球（比電子大得多）來說，將其位置限制在一毫米之內仍然會產生與其實際動量相比極小的最小動量不確定性。解釋為什麼量子不確定性只對非常輕的粒子（如電子）才明顯。
- 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
- 歡迎學習海森堡電子
- 選擇不確定性實驗裝置
- 按播放
- x 與 p 的展寬
- 打開學習側欄面板
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。