Heisenbergs osäkerhets - dörren till mikrovärld

När den unge Maks Plank berättade hans lärare att han ville fortsätta att engagera sig i teoretisk fysik, log han och försäkrade honom att jag lärde mig bara det har ingenting att göra - bara kvar "städa upp den grova." Ack! Ansträngningar Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödingers och andra. Allt är upp och ned, och så grundligt att du inte kommer att återvända, och före vägarna. Vidare - mer, bland den allmänna teorin om kaos plötsligt dyker upp, till exempel Heisenbergs osäkerhets. Som de säger, det är bara inte tillräckligt. Vid årsskiftet 19-20 århundraden har forskare öppnat dörren till det okända området elementarpartiklar, och det finns de vanliga Newtons mekanik misslyckades.

Det verkar, "före", är allt väl - att den fysiska kroppen, så att dess koordinater. I "normal fysik," du kan alltid ta en pil och ange "poke" i "normal" objekt, även i rörelse. Slip teoretiskt utesluten - Newtons lagar inte göra misstag. Men här är föremål för studien blir mindre - spannmål, en molekyl, atom. Först försvinner de exakta konturerna av objektet, och sedan i sin beskrivning verkar probabilistiska beräkningar av genomsnittskurser för gasmolekylerna och slutligen molekylerna koordinaterna är "genomsnittliga", men vi kan säga om gas molekylen: antingen här eller där, men mest troligt någonstans i detta område. Tiden kommer att passera, och lösa problemet med Heisenbergs osäkerhets, men som senare, men just nu ... Försök att träffa "teoretiska boom" i objektet om det är "i den mest sannolika ursprung." Svag? Och vilken typ av föremål, vad hans storlek, form? Det fanns fler frågor än svar.

Och hur atomen? Ja nu kända planet modell föreslogs 1911 och omedelbart orsakade en hel del frågor. Främst bland dem både den negativa elektronomloppsbana hålls och varför han inte faller på den positiva kärnan? Som de säger - bra fråga. Det bör noteras att alla de teoretiska beräkningarna vid denna tid utförs på basis av den klassiska mekaniken - Heisenbergs osäkerhets har inte vunnit en hedervärd plats i teorin av atomen. Detta faktum tillåter inte forskare att förstå essensen av mekaniken i atomen. "Spas" Niels Bohr atom - det gav honom stabilitet till antagandet att elektronen har orbital nivåer, att vara på som han inte utstrålar energi, det vill säga, inte förlorar det och inte falla in i kärnan.

Studie om kontinuiteten i energitillstånd hos atomen har redan gett impulser till utveckling av en helt ny fysik - quantum, inleddes av Maks Plank 1900. Han upptäckte fenomenet kvantisering av energi, och Niels Bohr hittat en användning för den. Men senare visade det sig att beskrivs av klassisk mekanik modell av atomen kan vi förstå makrokosmos helt fel. Även tid och rum i termer av kvantvärlden tar på en helt annan innebörd. Vid denna tid försöket av teoretiska fysiker ger en matematisk modell av den planetatomen slutade flervånings och fruktlösa ekvationer. Problemet löstes genom att använda Heisenbergs osäkerhetsrelation. Denna överraskande blygsamma matematiskt uttryck binder osäkerhet rumsliga koordinater Ax och Avo hastighet partikelmassan m och Plancks konstant h:.

Ax * Avo> h / m

Hence den grundläggande skillnaden mikro- och makro: läge och hastighet av partiklarna i de mikro inte detekteras i en speciell form - de har en probabilistisk natur. Å andra sidan, den Heisen princip i den högra sidan innehåller en mycket konkret positivt värde, vilket innebär att värdet av noll elimineras åtminstone en av osäkerhet. I praktiken innebär detta att hastigheten och positionen för partiklar i subatomära världen alltid bestäms med ett fel, och det är aldrig noll. I exakt samma vinkel Heisenbergs osäkerhets binda andra länkade par av egenskaper, såsom energi och E At tidsosäkerhet?:

ΔEΔt> h

Essensen av detta uttryck är att det är omöjligt att samtidigt mäta den energi av kärnpartiklar och den tidpunkt vid vilken hon besitter den, utan den osäkerhet av dess värde eftersom mätningen energi tar viss tid, under vilken energin är slumpmässigt ändras.