Necerteco de Heisenberg - la pordo al la mikrokosmo

Kiam la juna Max Planck diris al sia instruisto ke li volis daŭrigi studi teorian fizikon, li ridetis kaj certigis lin, ke nenio rilatas al la scienculo, nur "purigi la aspergon". Ve! Tra la klopodoj de Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödinger, kaj aliaj, ĉio estas renversita, kaj tiel ĝisfunde ke vi ne revenos reen kaj antaŭen la vojon. Plie - pli: sub la ĝenerala teoria kaoso aperas subite, ekzemple, la necerteco de Heisenberg. Kiel ili diras, ni nur ne sufiĉis. Je la komenco de la 19-20 jarcentoj, scienculoj malfermis la pordon al nekonata areo de elementaj partetoj, kaj tie la familiara mekaniko de Newton malsukcesis.

Ŝajnas, "antaŭ", ĉio bone - ĉi tiu estas la fizika korpo, jen ĝiaj koordinatoj. En "normala fiziko" vi ĉiam povas preni sagon kaj precize "poke" ĝin en "normalan" celon, eĉ moviĝantan. Malaperita, teorie, estas ekskludita - la leĝoj de Newton ne estas eraraj. Sed jen la celon de studo fariĝas pli malgranda - grenon, molekulo, atomo. Unue, la ĝustaj konturoj de la objekto malaperas, tiam probabilismaj taksoj de la mezaj rapidoj por gasaj molekuloj aperas en la priskribo, kaj fine la molekulaj koordinatoj fariĝas "mezumaj", kaj la gaso-molekulo povas esti aŭ ĉi tie aŭ tie, sed plej verŝajne , Ie en ĉi tiu areo. La tempo pasos kaj la problemo estos solvita de la necerteco de Heisenberg, sed ĉi poste, kaj nun ... Provu akiri teorian sagon en la objekto, se ĝi estas "en la regiono de la plej probablaj koordinatoj". Ĉu ĝi estas malforta? Kaj kio estas ĉi tiu objekto, kiaj estas ĝiaj dimensioj, formoj? Estis pli da demandoj ol respondoj.

Sed kio pri la atomo? La konata planeda modelo estis proponita en 1911 kaj tuj kaŭzis multajn demandojn. La ĉefa estas: kiel estas la negativa elektrono konservita en orbito kaj kial ĝi ne falas sur la pozitiva kerno? Kiel ili diras nun, tio estas bona demando. Oni devas rimarki, ke ĉiuj teoriaj kalkuloj ĉe ĉi tiu tempo efektiviĝis laŭ klasika mekaniko - la necerteco de Heisenberg ankoraŭ ne prenis honorindan lokon en la teorio de la atomo. Ĉi tiu fakto ne permesis al scienculoj kompreni la esencon de la mekaniko de la atomo. "Savanto" atomo Niels Bohr - li donis al li stabilecon per sia supozo, ke la elektrono havas orbitalon, sur kiu ĝi ne elsendas energion, i.e. Ne perdu ĝin kaj ne falu sur la kernon.

La studo pri la kontinueco de la energiaj statoj de la atomo jam donis impulson al la disvolviĝo de tute nova fiziko - la kvantuma fiziko, kies komenco Max Planck retenis en 1900. Li malkovris la fenomenon de kvantumigo de energio, kaj Niels Bohr trovis uzon por ĝi. Tamen, en la estonteco rezultis, ke ĝi tute malĝuste priskribos la modelon de atomo de la klasika mekaniko de macro-mondo komprenebla al ni. Eĉ tempon kaj spacon sub la kondiĉoj de la kvantuma mondo akiras tute malsaman signifon. Jam la provo de teoriaj fizikistoj doni matematika modelo de la planeda atomon finiĝis multietaĝa kaj vana ekvacioj. La problemo estis solvita per la rilato de necerteco de Heisenberg. Ĉi tiu mirinde modesta matematika esprimo konektas la necertecon de la spaca koordinato Δx kaj la rapideco Δv kun la maso de la partiklo m kaj la Planck konstanta h:.

Δx * Δv> h / m

Sekve la fundamenta diferenco inter mikro kaj macrokosmo: la koordinatoj kaj rapidoj de partikloj en la mikroondo ne estas difinitaj specife - ili havas probabilikan karakteron. Aliflanke, la principo de Heisenberg sur la dekstra flanko de la neegaleco enhavas tute konkretan pozitivan valoron, kio implicas, ke la nula valoro de almenaŭ unu el la necertecoj estas forigita. En praktiko, ĉi tio signifas, ke la rapideco kaj pozicio de eroj en la subatoma mondo ĉiam estas determinita kun malkapablo, kaj ĝi neniam estas nulo. Ĝuste la sama preteksto, Heisenberg-necerteco konektas aliajn parojn de ligitaj trajtoj, ekzemple la energia necerteco ΔE kaj la tempo Δt:

ΔЕΔt> h

La esenco de ĉi tiu esprimo estas, ke ĝi estas neeble samtempe mezuri la energion de atoma parteto kaj la tempo, kiam ĝi havas ĝin, sen la necerteco de ĝia valoro, ĉar la mezurado de energio daŭras iom da tempo, dum kiu la energio ŝanĝos hazarde.