Принцип невизначеності
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Принцип невизначеності є фундаментальним положенням квантової фізики, яке стверджує, що в жодному разі неможливо одночасно виміряти абсолютно точно координати та імпульси квантового об'єкту.
Принцип невизначеності був сформульований у 1927 році німецьким фізиком Вернером Гайзенбергом і став важливим етапом в з'ясуванні закономірностей атомних явищ та побудови квантової механіки.
[ред.] Пояснення
Фізичний світ згідно сучасним уявленням має квантову природу. Це відображається у існуванні фундаментальної сталої – сталої Планка, що має розмірність дії — [Дж·с]. Як наслідок, фізичні величини можуть змінюватись, з відповідними коефіцієнтами пропорційності, кратно сталій Планка.
Існування сталої Планка також пояснює той факт, чому під час вимірювання не можна визначити з довільною точністю фізичні величини для яких квантовомеханічні оператори не комутують — вимірювання одної величини, забурює систему і утруднює докладне вимірювання іншої величини. Неможливісь одночасного вимірювання із довільно високою докладністю описується принципом невизначеності, який сформулював Гайзенберг:
Наведена невизначенісь вказує, що неможливо одночасно виміряти з довільно високою точністю координату і імпульс частинки, але аналогічна нерівність також пов'язує час і енергію, і будь-які фізичні величини, оператори яких не комутують.
У загальному випадку твердження про невизначеність значень фізичних величин A та B виглядає так:
![\delta A \cdot\delta B \ge \frac{1}{2} \left|\langle[\hat A,\hat B]\rangle\right|](http://upload.wikimedia.org/math/7/4/7/747278587e00b55cf583d74b8df1b21b.png)
де δA – середньоквадратичне відхилення від середнього фізичної величини A, δB – середньоквадратичне відхилення від середнього фізичної величини B, а ![\langle[\hat A,\hat B]\rangle](http://upload.wikimedia.org/math/2/7/4/2741fc6023f5e0f14b9add1e5172b96b.png)
середнє значення комутатора операторів даних величин. З цього видно, що якщо комутатор дорівнює нулю, то дану пару фізичних величин можна виміряти одночасно й точно, і, навпаки, якщо комутатор не дорівнює нулю, то фізичні величини пов'язані принципом невизначеності й одночасно визначені бути не можуть.
У граничному випадку коли стала Планка прямує до нуля квантова механіка переходить у класичну механіку Ньютона, в якій незалежне визначення фізичних величин можливе, оскільки невизначеність стає меншою за експериментальну похибку.
[ред.] Посилання
 |
Це незавершена стаття з фізики. Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її. |
