Heisenbergov princip negotovosti v kvantni mehaniki

24. 5. 2019

Heisenbergovo načelo negotovosti je eden od problemov kvantne mehanike, vendar se najprej obrnemo na razvoj fizikalne znanosti kot celote. Konec XVII. Stoletja Isaac Newton Postavljena je bila sodobna klasična mehanika. On je bil tisti, ki je oblikoval in opisal svoje temeljne zakone, s pomočjo katerih lahko napovemo obnašanje teles okoli nas. Do konca XIX. Stoletja so se te določbe zdele neuničljive in uporabne za vse naravne zakone. Naloge fizike kot znanosti so bile rešene. načelo negotovosti Kršitev Newtonovih zakonov in rojstvo kvantne mehanike

Toda, kot se je izkazalo, je bilo takrat veliko manj znanega o lastnostih vesolja, kot se je zdelo. Prvi kamen, ki je uničil harmonijo klasične mehanike, je bil neupoštevanje zakonitosti širjenja svetlobnih valov. Tako je bila elektrodinamična znanost, ki je bila takrat precej mlada, prisiljena izdelati popolnoma drugačen sklop pravil. In za teoretične fizike je obstajal problem: kako oba sistema uvesti v en sam imenovalec. Mimogrede, znanost še vedno dela na svoji rešitvi.

načela Heisenberga Mit o celoviti newtonski mehaniki je bil dokončno uničen z globljo študijo. atomske strukture. Britanci Ernest Rutherford odkrili, da atom ni nedeljiv delec, kot se je prej mislilo, toda sama vsebuje nevtrone, protone in elektrone. Poleg tega je njihovo obnašanje popolnoma neusklajeno s postulati klasične mehanike. Če v makrokozmosu gravitacija v veliki meri določa naravo stvari, je to v svetu kvantnih delcev izredno majhna interakcijska sila. Tako so bili postavljeni temelji kvantne mehanike, v katerih so delovali tudi njihovi lastni aksiomi. Ena od ponazorilnih razlik teh najmanjših sistemov od sveta, na katerega smo navadili, je bilo načelo Heisenbergovih negotovosti. Jasno je pokazal potrebo po odličnem pristopu do teh sistemov.

Heisenbergov princip negotovosti

V prvi četrtini 20. stoletja so kvantna mehanika naredila prve korake, fiziki po vsem svetu pa so spoznali le tisto, kar za nas sledi s svojih stališč in kakšne perspektive se odpirajo. Nemški teoretični fizik Werner Heisenberg je leta 1927 oblikoval svoje znane principe. Načela Heisenberga so, da je nemogoče hkrati izračunati prostorski položaj in hitrost kvantnega objekta. Glavni razlog za to je dejstvo, da pri merjenju že delujemo na izmerjeni sistem in ga tako razbijemo. Če v poznanem makro svetu ocenjujemo predmet, potem, ko ga pogledamo, vidimo odsev svetlobe iz njega.

načela nejasnosti Heisenberga Vendar Heisenbergov princip negotovosti pravi, da tudi v makrokozmosu svetloba ne vpliva na predmet, ki ga merimo, in v primeru kvantnih delcev fotoni (ali katere koli druge izpeljane meritve) pomembno vplivajo na delce. Hkrati je zanimivo, da lahko kvantna fizika meri hitrost ločeno ali ločeno od položaja telesa v prostoru. Bolj kot so natančni naši odčitki hitrosti, manj bomo vedeli za prostorski položaj. In obratno. To pomeni, da načelo Heisenbergova negotovost ustvarja znane težave pri napovedovanju obnašanja kvantnih delcev. Dobesedno izgleda takole: spremenijo svoje obnašanje, ko jih poskušamo opazovati.