L'incertitude de Heisenberg – la porte à la MicroWorld

Quand le jeune Maks Plank a dit à son professeur qu'il voulait continuer à se livrer à la physique théorique, il sourit et lui assura que je viens d'apprendre il n'a rien à voir – ne reste « nettoyer l'état brut. » Hélas! Les efforts de Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödinger et d'autres. Tout est à l'envers, et si bien que vous ne reviendrez pas en arrière, et en avance sur les routes. De plus – plus, au milieu de la théorie générale du chaos apparaît soudainement, par exemple, l'incertitude de Heisenberg. Comme on dit, il est tout simplement pas assez. Au tournant des siècles 19-20, les scientifiques ont ouvert la porte à la zone inconnue des particules élémentaires, et il y a la mécanique newtonienne habituels ont échoué.

Il semblerait, « avant », tout va bien – que le corps physique, de sorte que ses coordonnées. Dans « la physique normale », vous pouvez toujours prendre une flèche et spécifier « piquez » dans son objet « normal », même en mouvement. Slip théoriquement exclu – Les lois de Newton ne font pas d'erreurs. Mais voici l' objet d'étude est de plus en plus petit – grain, une molécule, atome. Tout d'abord disparaître les contours exacts de l'objet, puis dans sa description apparaissent des estimations probabilistes des taux moyens pour les molécules de gaz, et enfin, les molécules coordonnées sont « moyenne », mais on peut dire au sujet de la molécule de gaz: est soit ici, ou là, mais le plus probable quelque part dans ce domaine. Le temps passera, et résoudre le problème de l'incertitude de Heisenberg, mais plus tard, mais en ce moment … Essayez de frapper le « boom théorique » dans l'objet si elle est « dans l'origine la plus probable. » Faible? Et quel genre d'objet, ce que sa taille, la forme? Il y avait plus de questions que de réponses.

Qu'en est-il l'atome? Eh bien maintenant connu modèle planétaire a été proposé en 1911 et a immédiatement provoqué beaucoup de questions. Chef d'entre eux: à la fois l'orbite électronique négative est maintenue et pourquoi il ne tombe pas sur le noyau positif? Comme ils le disent – bonne question. Il convient de noter que tous les calculs théoriques à l'heure actuelle réalisée sur la base de la mécanique classique – l'incertitude de Heisenberg n'a pas gagné une place honorable dans la théorie de l'atome. Ce fait ne permet pas aux scientifiques de comprendre l'essence de la mécanique de l'atome. « Spas » atome Niels Bohr – il lui a donné la stabilité à l'hypothèse que l'électron a des niveaux orbitales, étant sur lequel il ne rayonnent pas d'énergie, à savoir, ne perdez pas et ne pas tomber dans le noyau.

Étude sur la continuité des états d'énergie de l'atome a déjà donné une impulsion au développement d'une physique totalement nouvelle – quantique, commencé par Maks Plank en 1900. Il a découvert le phénomène de la quantification de l' énergie, et Niels Bohr a trouvé un emploi pour lui. Plus tard, cependant, on a constaté que décrit par le modèle de la mécanique classique de l'atome, nous pouvons comprendre le macrocosme tout à fait tort. Même le temps et dans l'espace en termes du monde quantique acquiert un sens complètement différent. A cette époque , la tentative de physiciens théoriques donnent un mathématique modèle de l'atome planétaire a pris fin et équations à plusieurs étages futiles. Le problème a été résolu en utilisant la relation d'incertitude de Heisenberg. Cette expression mathématique étonnamment modeste lie les coordonnées spatiales de l'incertitude Ax et de la masse de particules de vitesse Av m et h la constante de Planck.

Sx * Av> h / m

D'où la micro- et macro différence fondamentale: position et la vitesse des particules dans les micro pas détectés dans une forme particulière – ils ont une nature probabiliste. D'autre part, le principe de Heisenberg dans la partie droite contient une valeur positive très concrète, ce qui implique que la valeur de zéro est éliminée au moins une d'incertitude. Dans la pratique, cela signifie que la vitesse et la position des particules dans le monde subatomique est toujours déterminé avec une erreur, et il est jamais nul. Exactement de la même angle incertitude d'Heisenberg se lient d'autres paires liées de caractéristiques, telles que l'énergie et de l'incertitude dans le temps E At?:

ΔEΔt> h

L'essence de cette expression est qu'il est impossible de mesurer simultanément l'énergie des particules nucléaires et le moment où elle possède, sans l'incertitude de sa valeur depuis la mesure de l'énergie prend un certain temps, au cours de laquelle l'énergie est modifiée de façon aléatoire.