da incerteza de Heisenberg – a porta para o micromundo

Quando o jovem Maks Plank disse à professora que queria continuar a envolver-se em física teórica, ele sorriu e garantiu-lhe que eu só aprendi lá não tem nada a fazer – só deixou "limpar bruto." Ai de mim! Os esforços de Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödinger e outros. Tudo está de cabeça para baixo, e tão completamente que você não vai voltar para trás, e à frente das estradas. Além disso – mais, em meio a teoria geral de caos, de repente aparece, por exemplo, a incerteza de Heisenberg. Como se costuma dizer, é apenas não é suficiente. Na virada de 19-20 séculos, os cientistas abriram a porta para a área desconhecida de partículas elementares, e não é a mecânica newtoniana habituais falhou.

Parece, "antes", está tudo bem – que o corpo físico, de modo que as suas coordenadas. Em "física normal," você sempre pode tomar uma seta e especificar "poke" em seu objeto "normal", mesmo em movimento. Escorregar teoricamente excluído – as leis de Newton não cometer erros. Mas aqui está o objeto de estudo é cada vez menor – grão, uma molécula, átomo. Primeiro desaparecem os contornos exatos do objeto, em seguida, em sua descrição aparecem estimativas probabilísticas de taxas médias para as moléculas de gás, e, finalmente, as coordenadas moléculas são "média", mas podemos dizer sobre a molécula de gás: é ou aqui, ou ali, mas o mais provável em algum lugar nesta área. O tempo vai passar, e resolver o problema da incerteza de Heisenberg, mas que mais tarde, mas agora … Tente acertar o "boom teórica" no objeto se ele é "na origem mais provável." Fraco? E que tipo de objeto, o que seu tamanho, a forma? Havia mais perguntas do que respostas.

E o que dizer do átomo? Bem modelo planetário agora conhecido foi proposto em 1911 e imediatamente causou um monte de perguntas. O principal deles: tanto a órbita do elétron negativo é realizada e por que ele não caia no núcleo positivo? Como se costuma dizer – boa pergunta. Note-se que todos os cálculos teóricos, neste momento realizado com base em mecânica clássica – da incerteza de Heisenberg não ganhou um lugar de honra na teoria do átomo. Este fato não permitir aos cientistas compreender a essência da mecânica do átomo. "Spas" Niels Bohr átomo – que lhe deu estabilidade à suposição de que o elétron tem níveis orbitais, sendo em que ele não irradia energia, ou seja, não perdê-lo e não cair no núcleo.

Estudo sobre a continuidade dos estados de energia do átomo já deu um impulso para o desenvolvimento de uma nova física – quantum, iniciada por Maks Plank em 1900. Ele descobriu o fenômeno da quantização de energia, e Niels Bohr encontrado um uso para ele. Mais tarde, no entanto, verificou-se que descrito pelo modelo de mecânica clássica do átomo, podemos compreender o macrocosmo absolutamente errado. Mesmo tempo e no espaço em termos do mundo quântico assume um significado totalmente diferente. Por esta altura a tentativa de físicos teóricos dar uma matemática modelo do átomo planetário terminou equações de vários andares e fúteis. O problema foi resolvido usando a relação de incerteza de Heisenberg. Esta expressão matemática surpreendentemente modesta liga incerteza espacial coordenadas Ax e? V partícula velocidade massa m e constante de Planck h:.

? X? V *> h / m

Por isso, a diferença fundamental micro e macro: posição e a velocidade das partículas no micro não detectados em uma forma particular – que têm uma natureza probabilística. Por outro lado, o princípio de Heisenberg no lado direito contém um valor positivo muito concreto, o que implica que o valor de zero é eliminado pelo menos um de incerteza. Na prática, isto significa que a velocidade e a posição das partículas no mundo subatômico é sempre determinado com um erro, e ele nunca é zero. Exatamente no mesmo ângulo de Heisenberg incerteza ligar outros pares ligados de características, como a energia ea incerteza de tempo E Dt?:

ΔEΔt> h

A essência desta expressão é que é impossível medir simultaneamente a energia das partículas nucleares e a hora em que ela possui, sem a incerteza de seu valor desde a medição de energia leva algum tempo, durante o qual a energia é alterada de forma aleatória.