Heizenbergo netikrumas - duris į mikrocosmą

Kai jaunasis Maxas Plankas pasakojo savo mokytojui,kad jis nori ir toliau įsitraukti į teorinę fiziką, jis šypsosi ir užtikrino, kad su mokslininkais nieko bendra nebuvo, tai buvo būtina tik "išvalyti šiurkštus". Deja! Planko, Nielso Bohro, Einšteino, Schrödingerio ir kt. Pastangomis viskas pasukama aukštyn kojom ir taip kruopščiai, kad negrįšėsite ir nueisite keliu. Toliau - daugiau: tarp bendro teorinio chaoso staiga atsiranda, pavyzdžiui, Heisenbergo netikrumas. Kaip sakoma, mes tiesiog neturėjome pakankamai. 19-20 a. Pradžioje mokslininkai atidarė duris į nežinomą elementariųjų dalelių plotą, o naujai žinomi Niutono mechanikai nepavyko.

Atrodo, "prieš", viskas gerai - tai yrafizinis kūnas, čia yra jo koordinatės. Į "normalų fizikos", jūs visada galite imtis rodyklę ir nurodykite "kišti" savo "normalaus" objektą, net juda. Slip teoriškai atmesti - Niutono dėsniai ne padaryti klaidų. Bet čia iš Tyrimo objektas tampa mažesnis - grūdų, molekulė, atomas. Pirmiausia išnyksta tikslius kontūrus objektą, o tada jos aprašymo atrodo tikimybinius įverčius vidutines normas dėl dujų molekulių, ir galiausiai, molekulių koordinatės yra "vidutinis", bet mes galime pasakyti apie dujų molekulės: yra arba čia, arba ten, bet greičiausiai kažkur šioje srityje. Laikas praeis, ir išspręsti Heizenbergo neapibrėžtumo problemą, bet vėliau, tačiau dabar ... Pabandykite paspausti "teorinių bumą" į objektą, jeigu jis yra "labiausiai tikėtinas kilmės." Ar tai silpnas? Koks yra šis objektas, kokie jo matmenys, formos? Buvo daugiau klausimų nei atsakymai.

Bet kaip apie atomą? Žinomas planetinis modelis buvo pasiūlytas 1911 m. Ir iš karto sukėlė daug klausimų. Pagrindinis yra toks: kaip neigiamas elektronas laikosi orbitoje ir kodėl jis nepatenka į teigiamą branduolį? Kaip sakoma dabar - geras klausimas. Reikėtų pastebėti, kad visi teoriniai skaičiavimai tuo metu buvo atliekami remiantis klasikine mechanika - Heisenbergo netikrumas dar neatliko garbingos vietos atomo teorijoje. Būtent šis faktas neleido mokslininkams suprasti atomo mechanikos esmės. "Gelbėtojo" atomas Niels Bohras - jis davė jam stabilumo, manydamas, kad elektronas turi orbitos lygį, o ant jo neatsiranda energijos, t. Y. Negalima prarasti ir neatsiriboti nuo pagrindo.

Energijos tęstinumo tyrimasatomo būsenos jau paskatino visiškai naujos fizikos - kvantinės fizikos kūrimą, kurio pradžia Max Planck atsidūrė 1900 m. Jis atrado energijos kvantavimo reiškinį, o Nielsas Bohras surado savo prašymą. Tačiau ateityje pasirodė, kad buvo visiškai neteisinga apibūdinti atomo modelį klasikine makrokamso mechanika, kuri mums yra suprantama. Net ir laikas ir erdvė kvantinio pasaulio sąlygomis įgis visiškai kitokią prasmę. Iki šiol fizikų teorijos bandymai suteikti matematinį planetinio atomo modelį lėmė daugiapakopis ir neveiksmingas lygtis. Problema buvo išspręsta taikant Heisenbergio neapibrėžtumo santykį. Ši stebėtinai kuklią matematinę išraišką susieja erdvinės koordinatės Δx ir greičio Δv neapibrėžtumai su dalelės m ir Plancko konstanta h:.

Δx * Δv> h / m

Taigi esminis skirtumas tarp mikro irmakrokomandas: koordinačių ir greičių mikrolaidų dalelės nėra apibrėžtos konkrečioje formoje - jos yra tikėtinos. Kita vertus, "Heisenbergo" principas dešinėje nelygybės pusėje turi visiškai konkrečią teigiamą vertę, o tai reiškia, kad eliminuojama bent viena netikrumo nulinė vertė. Praktiškai tai reiškia, kad dalelių greitis ir padėtis subatominiame pasaulyje visada nustatomi netikslumu ir niekada nėra lygus nuliui. Tiksliai tuo pačiu momentu, Heisenbergo neapibrėžtumas jungia kitas poras sujungtų savybių, pavyzdžiui, energijos neapibrėžtumą ΔE ir laiką Δt:

ΔEΔt> h

Šios išraiškos esmė yra tai, kad neįmanomatuo pačiu metu matuoja atominės dalelės energiją ir laiką, kada ji turi, be jo vertės neapibrėžtumo, nes energijos matavimas trunka šiek tiek laiko, per kurį energija atsitiktinai pasikeis.