Ni Heisenberg walay kasiguroan - sa pultahan sa microworld

Sa diha nga ang batan-ong Maks prisohan misulti sa iyang magtutudlo nga siya buot nga magpadayon sa paghimo sa theoretical pisika, siya mipahiyom ug mipasalig kaniya nga ako lang nakat-onan didto adunay walay bisan unsa nga sa pagbuhat sa - lamang sa wala "paglimpyo sa mga bagis apan mosangpot." Alaut! Paningkamot Planck, Niels bohr, Einstein, Schrödinger ug sa uban. Ang tanan upside sa, ug sa ingon nga hingpit gayud sa nga dili kamo mobalik, ug una sa dalan. Dugang pa - labaw pa, taliwala sa mga kinatibuk-ang teoriya sa kagubot sa kalit makita, alang sa panig-ingnan, ang Heisenberg walay kasiguroan. Ingon nga sila moingon, kini lang dili igo. Sa baylo sa 19-20 mga siglo, ang mga siyentipiko miabli sa pultahan ngadto sa mga wala mailhi nga dapit sa mga partikulo sa elementarya, ug didto mao ang naandan nga Newtonian mechanics napakyas.

Kini daw, "sa atubangan", ang tanan maayo - nga ang pisikal nga lawas, mao nga ang iyang mga coordinates. Sa "normal physics," nga kamo mahimo sa kanunay sa pagkuha sa usa ka udyong, ug hingalan "poke" sa iyang "normal" nga butang, bisan sa pagbalhin. Mahadalin-as sa teoriya iapil - Newton ni mga balaod dili sa paghimo sa sayop. Apan dinhi sa tumong sa pagtuon mao nga mahimong mas gamay - trigo, sa usa ka molekula, atomo. Una mawala ang eksaktong contours sa butang, ug unya sa iyang paghulagway sa pagpakita sa probabilistic banabana sa average rates alang sa mga molekula gas, ug sa katapusan, ang mga molekula coordinates mga "average", apan makaingon kita bahin sa gas molekula: mao ang bisan dinhi, o didto, apan lagmit dapit sa niini nga dapit. Oras moagi, ug pagsulbad sa mga problema sa mga Heisenberg walay kasiguroan, apan nga sa ulahi, apan karon ... Sulayi sa pag-igo sa "theoretical boom" sa butang kon kini mao ang "sa labing lagmit sinugdanan." Maluya? Ug sa unsa nga matang sa butang, unsa ang iyang gidak-on, porma? Adunay mga dugang nga mga pangutana kay sa tubag.

Ug unsa ang mahitungod sa atomo? Aw karon nailhan planeta modelo gisugyot sa 1911 ug sa diha-diha misugo sa usa ka daghan sa mga pangutana. Chief sa taliwala nila: ang duha sa mga negatibo nga electron orbito ang gihimo ug kon nganong dili siya mapukan sa ibabaw sa mga positibo nga nucleus? Ingon nga sila moingon - maayo nga pangutana. Kini kinahanglan nga nakita nga ang tanan nga theoretical kalkulasyon niini nga panahon gidala sa gawas sa basehan sa klasikal nga mekaniko - ni Heisenberg walay kasiguroan wala midaog sa usa ka dungganon nga dapit sa teoriya sa atomo. Kini nga kamatuoran wala magtugot sa mga siyentipiko sa pagsabot sa kahulugan sa mechanics sa atomo. "Spas" Niels bohr atomo - kini mihatag kaniya sa kalig-on sa pagtuo nga ang electron adunay orbito nga lebel, nga sa diin wala niya ag enerhiya, ie, dili mawad-an niini ug dili mahulog ngadto sa mga nucleus.

Pagtuon sa pagpadayon sa mga estado sa enerhiya sa atomo na gihatag impetus ngadto sa kalamboan sa usa ka bug-os nga bag-o nga pisika - quantum, nagsugod sa Maks prisohan sa 1900. Siya nadiskobrehan ang mga panghitabo sa quantization sa enerhiya, ug Niels bohr nakakaplag sa usa ka nga paggamit alang niini. Apan, sa ulahi kini nakita nga gihulagway ni klasikal mechanics modelo sa atomo nga kita makasabut sa macrocosm hingpit nga sayop. Bisan panahon ug luna sa mga termino sa mga quantum kalibutan nga makakuha sa usa ka bug-os nga lain-laing mga kahulogan. Pinaagi niini nga panahon sa pagsulay sa theoretical pisiko paghatag sa usa ka matematikal nga modelo sa mga planeta atomo natapos taas ug kawang pagbalanse. Nasulbad ang problema pinaagi sa paggamit sa Heisenberg walay kasiguroan relasyon. Kini kahitingala tarung nga matematika ekspresyon nagbugkos walay kasiguroan spatial coordinates Δx ug Δv speed tipik masa m ug kanunay nga h ni Planck:.

Δx * Δv> h / m

Busa ang mga sukaranan nga kalainan micro- ug macro: posisyon ug tulin, kabad sa mga partikulo sa mga micro dili nakadipara sa usa ka partikular nga porma - sila adunay usa ka probabilistic nga kinaiya. Sa laing bahin, ang Heisenberg baruganan sa tuo-sa kamot sa kilid naglakip sa usa ka kaayo nga kongkreto nga positibo bili, nga nagpasabot nga ang bili sa zero ang giwagtang sa labing menos usa sa walay kasiguroan. Sa praktis, kini nagpasabot nga ang mga tulin, kabad ug posisyon sa mga partikulo sa atomo kalibutan kanunay determinado sa usa ka sayop, ug kini mao ang dili gayud zero. Sa gayud sa sama nga anggulo Heisenberg walay kasiguroan sa paggapus sa uban nga mga nalambigit nagtinagurha sa mga kinaiya, sama sa enerhiya ug ang panahon sa walay kasiguroan E Δt?:

ΔEΔt> h

Ang diwa niini nga ekspresyon mao nga kini mao ang imposible nga dungan sa pagsukod sa kusog sa nukleyar nga mga partikulo ug sa panahon sa nga siya gipanag-iya niini, sa gawas sa walay kasiguroan sa bili niini sukad sa enerhiya sukod nagkinahanglan sa pipila ka panahon, sa panahon nga ang enerhiya nga sinalagma nausab.