Werner Heisenbergs osäkerhetsprincip

Werner Heisenbergs osäkerhetsprincip
Werner Heisenbergs osäkerhetsprincip
Anonim

Osäkerhetsprincipen ligger i kvantmekanikens plan, men för att kunna analysera den fullt ut, låt oss vända oss till utvecklingen av fysiken som helhet. Isaac Newton och Albert Einstein är kanske de mest kända fysikerna i mänsklighetens historia. Den första i slutet av 1600-talet formulerade den klassiska mekanikens lagar, som alla kroppar som omger oss, planeterna, föremål för tröghet och gravitation, lyder. Utvecklingen av den klassiska mekanikens lagar ledde den vetenskapliga världen mot slutet av 1800-talet till uppfattningen att alla naturlagarnas grundläggande redan hade upptäckts, och att människan kunde förklara vilket fenomen som helst i universum.

osäkerhetsprincipen
osäkerhetsprincipen

Einsteins relativitetsteori

Som det visade sig, vid den tiden upptäcktes bara toppen av isberget, ytterligare forskning gav forskarna nya, helt otroliga fakta. Så i början av 1900-talet upptäcktes det att ljusets utbredning (som har en sluthastighet på 300 000 km/s) inte följer den newtonska mekanikens lagar på något sätt. Enligt Isaac Newtons formler, om en kropp eller en våg sänds ut av en rörlig källa, kommer dess hastighet att vara lika med summan av källans hastighet och dess egen. Partiklarnas vågegenskaper var dock av en annan karaktär. Många experiment med dem har visat detinom elektrodynamik, en ung vetenskap på den tiden, fungerar en helt annan uppsättning regler. Redan då introducerade Albert Einstein tillsammans med den tyske teoretiske fysikern Max Planck sin berömda relativitetsteori, som beskriver fotonernas beteende. Men för oss är det nu inte så mycket dess väsen som är det viktiga, utan det faktum att i det ögonblicket den grundläggande oförenligheten mellan de två fysikområdena avslöjades, att kombinera

postulat av kvantmekaniken
postulat av kvantmekaniken

vilket forskare förresten försöker i dag.

Födelsen av kvantmekanik

Studien av atomernas struktur förstörde till slut myten om omfattande klassisk mekanik. Experiment av Ernest Rutherford 1911 visade att atomen är sammansatt av ännu mindre partiklar (kallade protoner, neutroner och elektroner). Dessutom vägrade de också att interagera enligt Newtons lagar. Studiet av dessa minsta partiklar gav upphov till nya postulat av kvantmekanik för den vetenskapliga världen. Därför ligger kanske den ultimata förståelsen av universum inte bara och inte så mycket i studiet av stjärnor, utan i studiet av de minsta partiklarna, som ger en intressant bild av världen på mikronivå.

Heisenbergs osäkerhetsprincip

På 1920-talet tog kvantmekaniken sina första steg, och bara forskare

partikelvågegenskaper
partikelvågegenskaper

insåg vad som följer av det för oss. 1927 formulerade den tyske fysikern Werner Heisenberg sin berömda osäkerhetsprincip, som visar en av huvudskillnaderna mellan mikrokosmos och miljön vi är vana vid. Den består i att det är omöjligt att samtidigt mäta ett kvantobjekts hastighet och rumsliga position, bara för att vi påverkar det under mätningen, eftersom själva mätningen också utförs med hjälp av kvanta. Om det är ganska ban alt: när vi utvärderar ett objekt i makrokosmos ser vi ljuset som reflekteras från det och på grundval av detta drar vi slutsatser om det. Men inom kvantfysiken påverkar inverkan av ljusfotoner (eller andra mätderivat) objektet redan. Således orsakade osäkerhetsprincipen förståeliga svårigheter att studera och förutsäga beteendet hos kvantpartiklar. Samtidigt, intressant nog, är det möjligt att separat mäta hastigheten eller separat kroppens position. Men om vi mäter samtidigt, ju högre hastighetsdata vi har, desto mindre vet vi om den faktiska positionen och vice versa.

Rekommenderad: