¿Cuál es la mejor manera de entender el principio de incertidumbre de Heisenberg?

La siguiente es una explicación no matemática de este principio.

Se puede observar (o deducir de las Leyes de Newton) que cuando una onda pasa a través de una pequeña abertura, se extiende. Cuanto más pequeña es la apertura, mayor es la extensión. Algo como esto:

Los precios se llaman difracción.

En mecánica cuántica, las partículas están asociadas con una onda. Esta onda (junto con otras cosas) describe la probabilidad de encontrar la partícula con cierta posición.

A medida que intenta exprimir una partícula en una posición pequeña, por lo tanto, disminuye su incertidumbre en la posición, efectivamente hace que su onda se extienda en la misma dirección (eje [matemático] y [/ matemático] de acuerdo con la imagen de arriba), causando la incertidumbre en el impulso de la partícula para aumentar. Entonces, su producto (incertidumbre en la posición y la incertidumbre en el momento) sigue siendo el mismo; casi igual a la constante de Planck.

No lo sé en detalle, pero esto es lo que he entendido:

Cada partícula tiene su propia velocidad y posición. Cuando mide una cantidad con gran precisión, la precisión de la medida de la otra cantidad disminuye.

Por ejemplo, permítanos considerar que hay un tramo infinito de tierra y que un automóvil se mueve a una velocidad constante. Si determina la velocidad del automóvil con precisión de punta, entonces no podrá determinar la posición del automóvil con mucha precisión. La posición calculada por usted estará fuera por millas. Y si calcula la posición del automóvil con mayor precisión, entonces la velocidad del automóvil que ha calculado será demasiado mayor o menor que la velocidad real.

Es una variedad de desigualdades que afirman un límite a la precisión con la que se puede conocer una cantidad.

Más popular: la posición exacta y el momento de una partícula no se pueden conocer simultáneamente.

Aquí,

del x es el error en la medición de la posición y del p es el error en la medición del momento.

El reverso del sobre usa álgebra geométrica y transformadas de Fourier:

c = a + b => c ^ 2 = a ^ 2 + b ^ 2 + ab + ba => 1/2 (ab + ba) = ab

a ^ 2 b ^ 2 = a ^ 2 (b_ || a ^ 2 + b_perp_to_a ^ 2) = | ab | ^ 2 + | 1/2 (ab-ba) | ^ 2: = | ab | ^ 2 + | a ^ b | ^ 2, donde a ^ b es la cuña o producto externo.

Defina sigma_x, sigma_y, sigma_z como vectores ortonormales: sigma_i ^ sigma_j = sigma_i sigma_j

=> (sigma_x sigma_y sigma_z) ^ 2 = -1 = i ^ 2 => sigma_x sigma_y sigma_z = i.

=> sigma_i sigma j = i eps ^ ijk sigma_k

Por lo tanto, los hiladores de Pauli son, de hecho, vectores cuyos conmutadores dan lugar al Principio de incertidumbre para los valores propios de los espines. Los spinors de Dirac siguen de inmediato al pasar de 3D a 4D.

Para cosas como tiempo-energía, posición-momento, aplique transformadas de Fourier a las funciones de onda.

Dos cantidades canónicamente conjugadas no pueden medirse simultáneamente con absoluta precisión.

Si la posición q y el momento conjugado p tienen incertidumbre dq y dp respectivamente, entonces el producto

dq.dp> _ h / (2 pi). Esto se conoce como principio de incertidumbre.

También tenemos una relación de incertidumbre para la energía y el tiempo: dE.dt> _h / (2 pi).

La relación de incertidumbre para la posición y el momento surge automáticamente de la representación del paquete de onda de la partícula.

La relación de incertidumbre entre energía y tiempo se deriva de la teoría de perturbación dependiente del tiempo para la emisión de radiación desde el átomo.

El principio de incertidumbre de Heisonberg tiene varios significados.

1. Nunca se puede medir el momento de la partícula y la posición de la partícula con precisión a nivel subatómico. Cuanto más se va detrás de la precisión de uno, menor es la precisión de la otra cantidad. Solo puede medir una cosa hasta el 84%, ya sea impulso o posición
2. A nivel subatómico, los valores que obtienes para el momento y la posición son en realidad un conjunto de valores para la partícula subatómica que estás midiendo. No puedes determinar el valor exacto de ese conjunto de valores. El valor exacto es incierto
3. Indirectamente dice que no puedes ver electrones. Porque para ver cualquier cosa necesitas luz que sea fotones. Entonces, si proporciona fotones a los electrones, obtienen energía y migran a los niveles de energía superiores. Entonces, con el tiempo, puede calcular el impulso, pero no puede obtener la posición. Entonces esta es otra explicación para la incertidumbre …

El principio de Heinsberg es algo que sigue:

Hagamos un pequeño experimento. Coloque una cámara y grabe todo el experimento.
Toma un trozo de tiza y tíralo por encima de tu cabeza e intenta atraparlo. Ahora, detén tu grabación y mírala. Mientras ve, puede pausar el cuadro en particular donde la pieza de tiza alcanza la posición en la que deseaba verlo o puede ver el tren de cuadros para ver el tiempo y calcular el impulso de esa tiza. Se hace imposible congelar y objetar en una posición particular y calcular el impulso en esa posición. De ahí el principio de Heinsberg … “Es imposible calcular con precisión la posición y el momento de una partícula” …

PD: ¡Gracias a mi señor de física!

Establece que supongamos que tiene un electrón o cualquier partícula subatómica, entonces su posición y momento no pueden medirse simultáneamente y con precisión. Mayor la precisión de uno mayor es la incertidumbre de otro. Siempre hay un error mínimo que es del x multiplicado por del p = 5.27 * 10 ^ -35. Suponga que intenta usar ondas de baja longitud de onda para una posición de precisión, su alta energía hace que la inercia se vuelva borrosa.

En palabras simples: – nunca podemos conocer la posición y el momento de un electrón en un orbital. Es incierto y muy poco probable que se calcule.

Si está interesado Estudie la superposición de electrones y se verá empantanado.