不確定性原理

你永遠無法同時精確地知道一個物體的確切位置和確切動量——你越精確地確定物體在哪裡,你就越無法精確地知道它是如何運動的,反之亦然。這並不是因為我們的測量儀器不夠精密;這是自然本身內在的一種根本限制,只有對於像電子這樣非常微小的粒子,這種限制才會變得明顯。

Δx · Δp ≥ ℏ / 2

  • Δx — 位置不確定度 (m): 電子可能所在位置的分散程度
  • Δp — 動量不確定度 (kg·m/s): 電子可能動量值的分散程度
  • ℏ — 約化普朗克常數 (J·s): 一個約為 1 × 10⁻³⁴ 的極小固定數值,它設定了自然界不確定性的極限

一個電子被限制在一個寬度為 1 × 10⁻¹⁰ 米的盒子裡——大約相當於一個原子的大小。它的動量不確定度最小可能是多少?

  • Δx = 1 × 10⁻¹⁰ m
  • ℏ = 1 × 10⁻³⁴ J·s
  1. Δp ≥ ℏ / (2 · Δx)
  2. Δp ≥ (1 × 10⁻³⁴ J·s) / (2 × 1 × 10⁻¹⁰ m)

Δp ≥ 5 × 10⁻²⁵ kg·m/s

試試模擬