Pasiguria Heisenberg-ut - dera e Microworld

Kur të rinjtë Maks Plank tha mësuesin e tij se ai dëshironte të vazhdojë të angazhohet në fizikën teorike, ai buzëqeshi dhe e siguroi atë se unë vetëm mësuar se ka të bëjë asgjë - vetëm majtas "pastruar përafërt." Alas! Përpjekjet Planck, Niels Bohr, Einstein, Shrodingerit dhe të tjerët. Çdo gjë është me kokë poshtë, dhe kështu tërësisht që ju nuk do të kthehet prapa dhe përpara rrugëve. Më tej - më shumë, mes teoria e përgjithshme e kaosit papritur shfaqet, për shembull, pasiguria Heisenberg. Siç thonë ata, kjo nuk është vetëm e mjaftueshme. Në kapërcyell të shekujve 19-20, shkencëtarët kanë hapur derën në zonën e panjohur e grimcave elementare, dhe nuk është mekanika e Njutonit zakonshme dështuar.

Ajo do të duket, "para", të gjitha është e mirë - se trupi fizik, kështu që koordinatat e saj. Në "fizikë normale", ju gjithmonë mund të marrë një shigjetë dhe të përcaktojë "thes" në objektin e saj "normale", edhe në lëvizje. Shqip përjashtuar teorikisht - ligjet e Njutonit nuk bëjnë gabime. Por këtu është objekt i studimit është duke u bërë më e vogël - kokërr, një molekulë, atom. First zhduken konturet e sakta të objektit, dhe më pas në përshkrimin e saj paraqiten vlerësimet probabilistic të normave mesatare për molekulave të gazit, dhe më në fund, molekulat koordinatat janë "mesatare", por mund të themi në lidhje me molekulë të gazit: ose është këtu, apo atje, por ka shumë të ngjarë diku në këtë fushë. Koha do të kalojë, dhe të zgjidhë problemin e pasigurisë Heisenberg, por që më vonë, por tani ... Mundohuni të goditur "bum teorike" në objektin në qoftë se ajo është "në origjinë më i mundshëm." Dobët? Dhe çfarë lloj objekti, ajo që madhësia e tij, formë? Ka pasur më shumë pyetje se përgjigje.

Dhe çfarë lidhje me atomit? Edhe modeli i njohur tani planetare u propozua në vitin 1911 dhe menjëherë ka shkaktuar shumë pyetje. Shefi në mesin e tyre: dy orbita negative elektron është mbajtur dhe pse ai nuk bie në bërthamë pozitive? Siç thonë ata - pyetje e mirë. Duhet të theksohet se të gjitha llogaritjet e teorike në këtë kohë të kryera në bazë të mekanikës klasike - Pasiguria Heisenberg-ut nuk e ka fituar një vend të nderuar në teorinë e atomit. Ky fakt nuk i lejon shkencëtarët të kuptojnë thelbin e mekanika e atomit. "Spas" Niels Bohr atom - ajo i dha atij stabilitet në supozimin se elektroneve ka nivele orbitale, duke qenë në të cilën ai nuk do të rrezatojë energji, dmth, mos e humb atë dhe të mos bien në bërthamë.

Studim mbi vazhdimësinë e shteteve energjetike të atomit ka dhënë tashmë një shtysë për zhvillimin e një fizikës krejtësisht të re - kuantike, nisur nga Maks Plank në vitin 1900. Ai zbuloi fenomenin e quantization të energjisë, dhe Niels Bohr gjetur një përdorim për të. Më vonë, megjithatë, ajo u gjet se përshkruar nga modeli klasik mekanikë e atomit ne mund të kuptojmë gjithësi absolutisht e gabuar. Edhe koha dhe hapësira në drejtim të botës kuantike merr një kuptim krejtësisht të ndryshme. Në këtë kohë përpjekja e fizikantet teorik japin një matematikore model i atomit planetare përfundoi ekuacionet shumëkatëshe dhe e kotë. Problemi ishte zgjidhur duke përdorur lidhjen Heisenberg pasiguri. Kjo shprehje çuditërisht modeste matematikore lidh pasiguria hapësinor koordinon Δx dhe Δv shpejtësia grimcave masë m dhe h konstante Planck 's:.

Δx * Δv> h / m

Prandaj mikro themelore diferenca dhe makro: pozita dhe shpejtësia e grimcave në mikro nuk zbulohen në një formë të veçantë - ata kanë një natyrë probabilistic. Nga ana tjetër, parimi Heisenberg në anën e djathtë përmban një vlerë shumë konkrete pozitive, që nënkupton se vlera e zero është eliminuar të paktën një nga pasigurisë. Në praktikë, kjo do të thotë se shpejtësia dhe pozicioni i grimcave në botë subatomike përcaktohet gjithmonë me një gabim, dhe kjo nuk është zero. Pikërisht në të njëjtën kënd të Heisenberg pasiguri lidhin palë të tjera të lidhura me karakteristika, të tilla si energjia dhe pasigurinë e kohës E Δt?:

ΔEΔt> h

Thelbi i kësaj shprehje është se është e pamundur të njëjtën kohë të matur energjinë e grimcave bërthamore dhe kohën në të cilën ajo posedon atë, pa pasigurisë të vlerës së saj që nga matja e energjisë merr disa kohë, gjatë së cilës energjia është ndryshuar në mënyrë të rastësishme.