Saturday, February 21, 2009

Принцип Неопределённости Гайзенберга (Heisenberg)

Вас пугали этой штукой ?
Ооооо да - я люблю эту страшилку.
Мне всегда нравились квантовые теории, которые столь сложны для понимания, в объяснении высшей школы, и столь просты если делать это в детском саду. Товарисчь являющийся афтором фразы   "Cложнее всего говорить обычным языком о квантовой теории. Непонятно, какие слова нужно употреблять вместо соответствующих математических символов. Ясно только одно: понятия обычного языка не подходят для описания строения атома."    подарил миру следующее:

Принцип неопределённости Гейзенбе́рга (или Га́йзенберга) — в квантовой механике так называют принцип, дающий нижний (ненулевой) предел для произведения дисперсий величин, характеризующих состояние системы.

Обычно принцип неопределённости иллюстрируется следующим образом. Рассмотрим ансамбль невзаимодействующих эквивалентных частиц, приготовленных в определённом состоянии, с каждой из которых производятся два последовательных измерения. Первое определяет импульс частицы, а второе, сразу после этого, её координату. Измерение импульса даст некоторое распределение с характерной дисперсией. Второе же измерение даст распределение значений, дисперсия которого d^2_q будет связана с дисперсией импульса d^2_p так, что d^2_q d^2_p \ge \frac{\hbar^2}{4}.

В общем смысле, соотношение неопределённости возникает между любыми переменными состояния, определяемыми некоммутирующими операторами.


Если вы осилили прочесть и даже понять срочно уходите отсуда.

Как это не выглядит странно, однако за всеми непонятными словами кроется весьма прозаичный эффект.  Он будет понятен всем, кто хоть когда либо пользовался фотоаппаратом не в режиме автоматической настройки.


Для демонстрации принципа Гайзенберга нам потребуется многоэтажное здание школы, 1 фотоаппарат и 5 школьников. И так начнём.

Задача:

Определить скорость падения школьника с крыши здания школы, и его местоположение, в определённый момент времени.

Принцип неопределённости Гайзенберга говорит о том, что нам это не удастса.

Требуется доказать:  Подтвердить принцип Гайзенберга. И опровергнуть его высказывание о "особенности квантовой теории".


Начнём наш умозрительный эксперемент (ДОНТРАЙЗИСАТХОМБЛЯ). 

- Часть Первая -

Два дородных школьника в назначенный момент времени скидывают с крыши третьего школьника. По прошествии некоторого фиксированного времени, школьник стоящий во дворе щёлкает фотоаппаратом, у которого выдержка установлена максимальной .


- Часть Вторая -

Два дородных школьника в назначенный момент времени скидывают с крыши четвёртого школьника. По прошествии некоторого фиксированного времени, школьник стоящий во дворе щёлкает фотоаппаратом, у которого выдержка установлена минимальной .


- Часть Третья (аналитическая) -
Оставшийся во дворе школьник - получает снимки.
Итак мы имеем следующие данные: Момент времени фотографирования, длительность выдержки и фотография. Разница между первым снимком и вторым будет то, что на первом снимке, падающий школьник изображон размыто, на втором чётко. С помошью размера размытого пятна, и времени выдержки фотоаппарата, мы с лёгкостью вычеслим скорость полёта школьника, в определённый момент времени, на первом снимке. Однако у нас возникнет проблемма с определением его местоположения. Во втором случае, мы точно знаем, где находится школьник в определённый момент времени. Однако нет никакой информации для определения его скорости.

Вот и весь принцип неопределённости - на бытовом уровне - причём думаю он намного понятнее той лабуды, которая приводилась ранее.


ПС. Если в вашем распоряжении школники(ци) суисайдеры(ши) то их количество можно сократить до 3

No comments:

Post a Comment