Incertitudinii al lui Heisenberg - ușa spre Microworld

Când tânărul Maks Plank a spus profesorul său că el a vrut să continue să se angajeze în fizica teoretică, el a zâmbit și l-au asigurat că tocmai am învățat că nu are nimic de a face - numai la stânga „curat stare brută.“ Vai! Eforturile Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödinger și altele. Totul este cu susul în jos, și așa mai bine că nu se va întoarce înapoi, și înainte de drumuri. Mai mult - mai mult, pe fondul apare dintr-o dată teoria generală a haosului, de exemplu, incertitudinea Heisenberg. După cum se spune, este pur și simplu nu este suficient. La rândul său, de 19-20 de secole, oamenii de știință au deschis ușa la zona necunoscuta de particule elementare, și există mecanicii newtoniene obișnuite nu a reușit.

S-ar părea, „înainte“, totul este bine - că corpul fizic, astfel încât coordonatele sale. În „fizica normala“, puteți lua întotdeauna o săgeată și specificați „poke“ în obiect „normal“, chiar și în mișcare. Slip exclus teoretic - legile lui Newton nu fac greșeli. Dar aici e obiectul de studiu devine mai mic - de cereale, o moleculă, atom. În primul rând dispar contururile exacte ale obiectului, și apoi în descrierea apar estimări probabilistice ale ratelor medii pentru moleculele de gaz, și în cele din urmă, moleculele coordonatele sunt „medie“, dar putem spune despre molecula de gaz: este fie aici, fie acolo, dar cel mai probabil undeva în acest domeniu. Timpul va trece, și de a rezolva problema incertitudinii Heisenberg, dar mai târziu, dar chiar acum ... Incearca sa lovesti „boom-ul teoretic“ în obiectul în cazul în care acesta este „în originea cel mai probabil.“ Slab? Și ce fel de obiect, ceea ce dimensiunea sa, forma? Au existat mai multe întrebări decât răspunsuri.

Și ce despre atomul? Ei bine, acum cunoscut modelul planetar a fost propus în 1911 și a provocat imediat o mulțime de întrebări. Șeful printre ei: atât orbita de electroni negativ este loc și de ce el nu cade pe nucleul pozitiv? Așa cum se spune - întrebare bună. Trebuie remarcat faptul că toate calculele teoretice în acest moment efectuate pe baza mecanicii clasice - incertitudinea Heisenberg nu a câștigat un loc onorabil în teoria atomului. Acest fapt nu permite oamenilor de știință să înțeleagă esența mecanicii atomului. atom „Spas“ Niels Bohr - ia dat stabilitate la presupunerea că electronul are niveluri orbitale, fiind pe care el nu radiază energie, de exemplu, nu-l pierd și nu se încadrează în nucleu.

Studiu privind continuitatea statelor energetice ale atomului a dat deja un impuls pentru dezvoltarea unui complet nou fizica - cuantică, începută de Maks Plank în 1900. El a descoperit fenomenul de cuantificare a energiei, și Niels Bohr a găsit o utilizare pentru ea. Mai târziu, cu toate acestea, sa constatat că descris după model mecanicii clasice a atomului putem înțelege macrocosmosul absolut greșit. Chiar și timp și spațiu în ceea ce privește lumea cuantică ia pe un sens cu totul diferit. Până în acest moment încercarea fizicienilor teoretice dau un matematic model al atomului planetar încheiat ecuații multistory și inutile. Problema a fost rezolvată prin utilizarea relației de incertitudine Heisenberg. Această expresie matematică surprinzător de modestă leagă în incertitudine spațială coordonate și Ax particulelor de viteză masa Av m și h constanta lui Planck:.

* Ax Av> h / m

Prin urmare, micro- și macro diferență fundamentală: poziția și viteza particulelor în micro nu a fost detectat într-o anumită formă - au un caracter probabilistic. Pe de altă parte, principiul Heisenberg în partea dreaptă conține o valoare pozitivă foarte concretă, ceea ce implică faptul că valoarea zero este eliminată cel puțin una de incertitudine. În practică, acest lucru înseamnă că viteza și poziția particulelor din lumea subatomică este întotdeauna determinată cu o eroare, și niciodată nu este zero. În exact același unghi Heisenberg incertitudine leagă alte perechi legate de caracteristici, cum ar fi energia și incertitudinea timp E At?:

ΔEΔt> h

Esența acestei expresii este faptul că este imposibil să se măsoare simultan energia particulelor nucleare și momentul în care ea îl posedă, fără incertitudinea valorii sale, deoarece măsurarea energiei ia ceva timp, în care energia este schimbat în mod aleatoriu.