Ansicrwydd Heisenberg - y drws i'r microworld

Pan ddywedodd yr ifanc Maks Plank ei athro ei fod am barhau i gymryd rhan mewn ffiseg ddamcaniaethol, mae'n gwenu a sicrhaodd ef yr wyf newydd ei ddysgu yno unrhyw beth i'w wneud - dim ond gadael "lanhau y stryd." Och! Ymdrechion Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödinger ac eraill. Mae popeth yn wyneb i waered, ac mor drylwyr na fyddwch yn dychwelyd yn ôl, ac yn y blaen y ffyrdd. Bellach - mwy, yng nghanol y ddamcaniaeth cyffredinol o anhrefn yn sydyn yn ymddangos, er enghraifft, yr ansicrwydd Heisenberg. Fel y maent yn ei ddweud, 'i' jyst ddim yn ddigon. Ar droad 19-20 ganrif, mae gwyddonwyr wedi agor y drws i'r ardal anhysbys o ronynnau elfennol, ac mae methu mecaneg Newtonaidd arferol.

Mae'n ymddangos, "cyn", popeth yn iawn - bod y corff corfforol, felly ei cyfesurynnau. Yn "ffiseg arferol," gallwch bob amser yn cymryd saeth a nodi "brocio" yn ei "normal" gwrthrych, hyd yn oed symud. Slip gwahardd yn ddamcaniaethol - nid deddfau Newton yn gwneud camgymeriadau. Ond dyma y gwrthrych astudio yn dod yn llai - grawn, moleciwl, atom. Yn gyntaf diflannu union amlinell y gwrthrych, ac yna yn ei ddisgrifiad yn ymddangos amcangyfrifon tebygol o gyfraddau cyfartalog ar gyfer y moleciwlau nwy, ac yn olaf, cyfesurynnau moleciwlau yn cael eu "cyfartaledd", ond gallwn ddweud am y moleciwl nwy: naill ai yma neu yno, ond mae'r rhan fwyaf tebygol rhywle yn y maes hwn. Bydd amser yn pasio, ac yn datrys y broblem o ansicrwydd Heisenberg, ond yn ddiweddarach, ond ar hyn o bryd ... Ceisiwch gyrraedd y "ffyniant damcaniaethol" yn y gwrthrych os yw "yn y tarddiad mwyaf tebygol." Gwan? A pha fath o wrthrych, beth yw ei maint, siâp? Cafwyd mwy o gwestiynau nag atebion.

A beth am yr atom? Wel model planedol a elwir bellach gynigiwyd yn 1911 ac yn union achosi llawer o gwestiynau. Prif yn eu plith: y orbit electron negyddol yn cael ei gynnal a pham nad yw'n disgyn ar y cnewyllyn cadarnhaol? Fel maen nhw'n dweud - cwestiwn da. Dylid nodi bod yr holl gyfrifiadau damcaniaethol ar yr adeg hon a wnaed ar sail y mecaneg glasurol - nid ansicrwydd Heisenberg wedi ennill lle anrhydeddus yn y theori yr atom. Nid yw'r ffaith yn caniatáu gwyddonwyr i ddeall hanfod y mecaneg yr atom. "Spas" Niels Bohr atom - mae'n roddodd iddo sefydlogrwydd i'r dybiaeth bod yr electron yn cael lefelau orbitol, sef lle nad yw'n ymestyn ynni, hy, peidiwch cholli ac nid yn disgyn i mewn i'r cnewyllyn.

Astudiaeth ar barhad o'r ynni yn datgan yr atom eisoes wedi rhoi hwb i ddatblygu ffiseg hollol newydd - cwantwm, a ddechreuwyd gan Maks Plank yn 1900. Mae'n darganfod y ffenomen o Quantization o ynni, ac yn dod o hyd Niels Bohr defnydd ar ei gyfer. Yn ddiweddarach, fodd bynnag, gwelwyd bod ddisgrifir gan y model mecaneg glasurol yr atom gallwn ddeall y macrocosm hollol anghywir. Mae hyd yn oed amser a gofod o ran y byd cwantwm yn cymryd ar ystyr cwbl wahanol. Erbyn hyn roedd yr ymgais o ffisegwyr damcaniaethol rhoi mathemategol model yr atom planedol a ddaeth i ben hafaliadau multistory ac ofer. Roedd y broblem ei datrys drwy ddefnyddio'r cysylltiad ansicrwydd Heisenberg. Mae'r ymadrodd hwn yn fathemategol syndod cymedrol clymu gofodol ansicrwydd yn cydlynu Δx a Δv chyflymder gronynnau m màs a Planck h gyson:.

Δx * Δv> h / m

Felly y gwahaniaeth micro- sylfaenol a macro: safle a chyflymder y gronynnau yn y micro nad ganfod mewn ffurf arbennig - mae ganddynt natur tebygol. Ar y llaw arall, yr egwyddor Heisenberg yn y ochr dde yn cynnwys gwerth cadarnhaol concrid iawn, sy'n awgrymu bod gwerth sero yn cael ei ddileu o leiaf un o ansicrwydd. Yn ymarferol, mae hyn yn golygu bod y cyflymder a sefyllfa y gronynnau yn y byd is-atomig yn cael ei bennu bob amser gyda gwall, ac nid yw byth yn sero. Yn union yr un ongl Heisenberg ansicrwydd rhwymo parau cysylltiedig eraill nodweddion, megis ynni a'r amser ansicrwydd E Δt?:

ΔEΔt> h

Hanfod ymadrodd hwn yw ei bod yn amhosibl i fesur egni gronynnau niwclear a'r amser y mae hi'n meddu ar yr un pryd ei fod, heb yr ansicrwydd o'i werth ers i'r mesur ynni yn cymryd peth amser, yn ystod y mae'r egni yn cael ei newid ar hap.