Неуверенно Принцип

Принцип неопределенности это второе, что в физике, которая захватила воображение публики. (Первый E=mc^2.) Это говорит что-то, казалось бы, проста — Вы можете измерить два бесплатных свойства системы только до определенного точностью. Например, если вы пытаетесь выяснить, где электрон (измерить свою позицию, то есть) более и более точно, его скорость становится все более неопределенной (или, измерение импульса становится неточным).

Где этот принцип пришел из? Прежде чем мы сможем задать этот вопрос, мы должны изучить, что принцип действительно говорит. Вот несколько возможных интерпретаций:

  1. Положение и импульс частицы неразрывно взаимосвязаны. Как мы измерить импульс более точно, вид частиц “распространяется,” как характер Джорджа Гамова, Г-н. Томпкинс, кладет это. Другими словами, это просто одна из тех вещей; то, как устроен мир.
  2. Когда мы измеряем положение, мы нарушить импульс. Наши измерительные зонды являются “слишком жирный,” так сказать. Как мы увеличиваем точность позиционирования (по сияющий свет более коротких длин волн, например), мы нарушить импульс более (так как сокращение длины волны света имеет более высокую энергию / импульс).
  3. Тесно связана с этой интерпретацией является мнение, что принцип неопределенности является перцептивно предел.
  4. Мы также можем думать о принцип неопределенности как когнитивный предела, если учесть, что будущая теория может превзойти таких ограничений.

Все в порядке, последние две интерпретации мои собственные, поэтому мы не будем обсуждать их здесь подробно.

Первая точка зрения в настоящее время популярны и связана с так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики. Это вроде как закрытых отчетности индуизма — “Такова природа Абсолюта,” например. точный, может быть. Но мало практической пользы. Давайте игнорировать его для это не слишком открыты для дискуссий.

Вторая интерпретация обычно понимается в качестве экспериментальной сложности. Но если понятие экспериментальной установки расширена за счет включения неизбежный человека-наблюдателя, мы приходим к третьему зрения восприятия ограничения. С этой точки зрения, это на самом деле возможно “получать” Принцип неопределенности.

Давайте предположим, что мы используем луч света с длиной волны \lambda наблюдать частицу. Точность в положении мы можем надеяться достичь, это порядка \lambda. Другими словами, \Delta x \approx \lambda. В квантовой механике, импульс каждого фотона в световом пучке обратно пропорционально длине волны. По крайней мере один фотон отражается частицы, так что мы можем видеть его. Так, классическим законом сохранения, импульс частицы должен измениться, по крайней мере \Delta p \approx постоянная\lambda от того, что было перед измерением. Таким образом, через восприятия аргументов, мы получаем нечто похожее на принципе неопределенности Гейзенберга \Delta x \Delta p = постоянная.

Мы можем сделать этот аргумент более строгий, и получить оценку стоимости постоянная. Разрешение микроскопа определяется по эмпирической формуле 0.61\lambda/NA, где NA это числовая апертура, который имеет максимальную величину одного. Таким образом, Наилучшее пространственное разрешение составляет 0.61\lambda. Каждый фотон в световом пучке имеет импульс 2\pi\hbar/\lambda, который является неопределенность импульса частиц. Итак, мы получаем \Delta x \Delta p = (0.61\lambda)(2\pi\hbar) \approx 4\hbar, примерно на порядок больше, чем квантово-механического предела. Благодаря более строгих статистических аргументов, связаны с пространственным разрешением и ожидаемый импульс, передаваемый, это может можно вывести принцип неопределенности Гейзенберга через эту линию рассуждений.

Если мы рассмотрим философскую точку зрения, что наша реальность является когнитивная модель нашего чувственного раздражителей (который является единственным мнение, что имеет смысл для меня), мой четвертый толкование принципа неопределенности составляет когнитивный ограничение также имеет немного воды.

Справка

В последней части этого поста отрывок из моей книги, Unreal Вселенная.

Комментарии

One thought on “Uncertainly Principle”

Комментарии закрыты.