Несигурността на Хайзенберг - вратата към микрокосмоса

Когато младият Макс Планк казал на учителя си, че иска да продължи да се занимава с теоретична физика, той се усмихна и го увери, че току що научих там няма нищо общо - само наляво "почистване необработен". Уви! Усилията на Планк, Нилс Бор, Айнщайн, Шрьодингер и др. Всичко е с главата надолу, и така старателно, че няма да се върне назад и напред на пътищата. Още - още: сред общия теоретичен хаос изведнъж се появява, например, несигурността на Хайзенберг. Както казват те, просто нямахме достатъчно. В края на 19-20 век, учените са отворили вратата към неизвестен областта на елементарните частици и има обичайните Нютоновата механика се провалили.

Изглежда, "преди", всичко е наред - това е физическото тяло, тук са неговите координати. В "нормална физика" винаги можете да вземете стрела и точно да я "я" ядете в "нормален" обект, дори и да се движите. Липсата, теоретично, е изключена - законите на Нютон не се заблуждават. Но тук обект на изследване зърното, молекулата, атома става по-малък. Първо изчезва точно контурите на обекта, а след това в описанието му се появи вероятностни оценки на средните цени за газовите молекули, и най-накрая, координатите на молекули са "средно", но може да се каже за молекулата на газ: или е тук или там, но най-вероятно , някъде в тази област. Времето ще мине, и решаване на проблема с несигурността на Хайзенберг, но това е след това, и seychashellip- Опитайте се да удари "теоретичен бум" в обекта, ако тя е "в най-вероятният произход." Не е ли слаб? И какъв е този обект, какви са неговите измерения, форми? Имаше повече въпроси, отколкото отговори.

Но какво да кажем за атома? Известният планетен модел е предложен през 1911 г. и веднага предизвиква много въпроси. Основното е: как е отрицателният електронен в орбита и защо не пада върху положителното ядро? Както казват сега - добър въпрос. Трябва да се отбележи, че всички теоретични изчисления по това време са били извършени на основата на класическата механика - несигурността на Хайзенберг все още не е заемала почетно място в теорията на атома. Този факт не позволи на учените да разберат същността на механизмите на атома. "Спасителят" атом Нилс Бор - той му дава стабилност, като приема, че електронът има орбитални нива, докато не излъчва енергия, т.е. Не го губете и не падате върху сърцевината.

Проучването на непрекъснатостта на енергийните състояния на един атом вече даде тласък на развитието на една съвсем нова физика - квантова физика, началото на което Макс Планк отстъпи през 1900 година. Той откри феномена квантуване на енергия, и Нилс Бор откри молбата си. Обаче в бъдеще се оказа, че е напълно погрешно да се опише моделът на атом от класическата механика на макрокосмоса, която е разбираема за нас. Дори времето и пространството в условията на квантовия свят придобиват съвсем различно значение. По това време опитите на теоретичните физици да дадат математически планетарен атомен модел завършва с многоетажни и неефективни уравнения. Проблемът беше решен с помощта на отношението на Хайзенберг за несигурност. Този изненадващо скромен математически израз свързва неопределеността на пространствената координата Delta-x и скоростта Delta-v с маса на частиците m и константа на Planck h:.

Delta-x * Delta-v> h / m

Оттук и основната разлика между микро- и макрокосмоса: координатите и скоростите на частиците в микросвета не са определени в определена форма - те имат вероятностна характеристика. От друга страна, принципът Хайзенберг от дясната страна на неравенството съдържа напълно конкретна положителна стойност, което означава, че нулевата стойност на поне една от несигурностите се елиминира. На практика това означава, че скоростта и положението на частиците в субатомния свят винаги се определя с неточност и никога не е нула. Със същите съкращения, несигурността на Хайзенберг свързва и други двойки свързани характеристики, например енергийна несигурност Делта-Е и време Делта-т:

Delta-Edelta-h> h

Същността на този израз е, че е невъзможно за едновременно измерване на енергията на ядрени частици и момента, в който тя притежава, без несигурността от стойността си, тъй като измерването на енергия отнема известно време, по време на който енергията се на случаен принцип се променя.