Incertitudinea lui Heisenberg - ușa microcosmosului

Când tânărul Max Planck 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: între haosul teoretic general apare brusc, de exemplu, incertitudinea lui Heisenberg. După cum se spune, tocmai nu aveam destule. 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.

Se pare că "înainte", totul este bine - acesta este corpul fizic, aici sunt coordonatele sale. În "fizica obișnuită" puteți să luați întotdeauna o săgeată și să o "împingeți" cu precizie într-un obiect "normal", chiar în mișcare. Lipsa, teoretic, este exclusă - legile lui Newton nu se înșeală. Dar aici obiect de studiu cerealele, molecula, atomul devin mai mici. 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 această zonă. Timpul va trece, și de a rezolva problema incertitudinii Heisenberg, dar este apoi, și seychashellip- încercați să lovi „boom-ul teoretic“ în obiectul în cazul în care acesta este „în originea cel mai probabil.“ Este slab? Și care este acest obiect, care sunt dimensiunile, formele sale? Au fost mai multe întrebări decât răspunsuri.

Dar atomul? Cel mai cunoscut model planetar a fost propus în 1911 și a provocat imediat multe întrebări. Principala este: cum este electronul negativ ținut pe orbită și de ce nu se încadrează pe nucleul pozitiv? Așa cum spun ei acum - o întrebare bună. Trebuie remarcat faptul că toate calculele teoretice din acest moment s-au efectuat pe baza mecanicii clasice - incertitudinea lui Heisenberg nu a luat încă un loc onorabil în teoria atomului. Acest fapt nu permitea oamenilor de știință să înțeleagă esența mecanicii atomului. Atomul "Salvator" Niels Bohr - ia dat stabilitate presupunând că electronul are nivele orbitale, în timp ce nu emite energie, adică Nu-l pierdeți și nu cădeți pe miez.

Studiul continuității stărilor energetice ale unui atom a dat deja un impuls dezvoltării unei complet noi fizici fizice cuantice, începutul căruia Max Planck a renăscut în 1900. El a descoperit fenomenul cuantizarea energiei, și Niels Bohr și-a găsit cererea. Cu toate acestea, în viitor, sa dovedit că a fost complet greșit să descriem modelul unui atom de către mecanica clasică a unui macrocosmos, care este ușor de înțeles pentru noi. Chiar și timpul și spațiul în condițiile lumii cuantice dobândesc un înțeles complet diferit. În acest timp, încercările fizicilor teoreticieni de a da o matematică model atomic planetar sa încheiat cu ecuații multi-etaje și ineffectuale. Problema a fost rezolvată folosind relația de incertitudine Heisenberg. Această expresie matematică surprinzător de modestă conectează incertitudinile coordonatelor spațiale Delta-x și viteza Delta-v cu masa de particule m și constantă Planck h:.

Delta-x * Delta-v> h / m

Prin urmare, diferența fundamentală dintre micro- și macrocosmos: coordonatele și vitezele particulelor din microworld nu sunt definite într-o formă specifică - ele au un caracter probabilist. Pe de altă parte, principiul Heisenberg din partea dreaptă a inegalității conține o valoare pozitivă complet concretă, ceea ce înseamnă că valoarea zero a cel puțin uneia dintre incertitudini este eliminată. În practică, aceasta înseamnă că viteza și poziția particulelor din lumea subatomică este întotdeauna determinată de inexactitate și nu este niciodată zero. În exact aceleași reduceri, incertitudinea lui Heisenberg conectează alte perechi de caracteristici legate, de exemplu, incertitudinile energetice Delta-E și timp Delta-T:

Delta-Edelta-h> 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.