עקרון האי-ודאות – הבדלי גרסאות

נוספו 78 בתים ,  לפני 5 שנים
אין תקציר עריכה
אין תקציר עריכה
אין תקציר עריכה
'''עקרון האי-ודאות של הייזנברג''' הוא עקרון יסוד [[פיזיקה|פיזיקלי]] ב[[מכניקת הקוונטים]], הקובע כי לא ניתן לקבוע בו זמנית ערכים מדויקים לזוגות [[משתנה|משתנים]] מדידים (לדוגמה [[מהירות]] מדויקת ו[[מיקום (גאוגרפיה)|מיקום]] מדויק ב[[מרחב (פיזיקה)|מרחב]]) מסוימים של [[חלקיק אלמנטרי]] יחיד, אפילו באמצעות כלי מדידה מדויקים עד [[אינסוף|אין סוף]]. עיקרון זה פורסם בשנת [[1927]] על ידי ה[[פיזיקאי]] זוכה [[פרס נובל]], [[ורנר הייזנברג]], ונקרא מאז על שמו.
 
עיקרון זה מתייחס לזוגות של משתנים [[מדידה|מדידים]] (הקרויים "צמודים", ולמעשה מדובר בזוג משתנים המיוצגים על ידי [[אופרטור|אופרטורי מדידה]] שאינם [[קומוטטיביות|מתחלפים]] ב[[כפל]] שהוא הרכבת אופרטורים) במערכת קוונטית, שיש להם תכונה מיוחדת במינה שאין כדוגמתה בעולם של [[פיזיקה קלאסית|הפיזיקה הקלאסית]], וקובע שככל שמצבו של אחד המשתנים בזוג כזה ידוע בדיוק רב יותר, כך מצבו של בן זוגו ידוע בדיוק מועט יותר. משתנים צמודים אלו כוללים למשל את צמידות [[מיקום (גאוגרפיה)|מיקום]]-[[תנע]]: ככל שמיקומו של [[אלקטרון]] ידוע בדיוק רב יותר, כך ה[[תנע]] שלו ידוע במידה פחותה של דיוק (ולהפך).
 
לדוגמה, אם נרצה למדוד את מקומו של אלקטרון ניאלץ לירות בו [[פוטון]] שיחזור למכשיר המדידה וכך נדע את מיקום האלקטרון, אך בעשותנו זאת הפוטון מוסר תנע לאלקטרון{{הערה|לפי [[תורת היחסות הפרטית]] התנע של פוטון שווה לאנרגיה שלו: <math>E = p c</math> כאשר c היא [[מהירות האור]].}}, וכך לא נוכל לדעת את מהירות האלקטרון: ככל [[רזולוציה|שרזולוציית]] מדידת המקום גדולה יותר כך [[אורך גל|אורך הגל]] של הפוטון קצר יותר וכך האנרגיה שלו גבוהה יותר{{הערה|כי לפי [[מכניקת הקוונטים]] <math>\ E = \hbar \omega = \hbar c k = \frac { \hbar c 2 \pi }{ \lambda } = \frac{ h c }{ \lambda }</math> כאשר h הוא [[קבוע פלאנק]] ו-<math>\lambda</math> הוא [[אורך גל|אורך הגל]] של הפוטון.}}, כלומר התנע שהוא מעביר לאלקטרון גדול יותר, ולהפך: אם התנע של הפוטון קטן מאוד אורך ה[[גל]] שלו גדול ולכן לא ניתן למדוד בוודאות את מקומו. הייזנברג הראה כי אפילו תאורטית, עם כלי מדידה מדויקים עד אין סוף, אף מדידה אינה יכולה להגיע לדיוק מלא ומושלם, הכולל הן את המיקום והן את התנע של אובייקט פיזי.
 
עקרון האי-ודאות חל על כל הגופים אולם הוא ניכר רק במידות בסדר גודל של [[קבוע פלאנק]] כלומר לגבי [[אטום|אטומים]] ו[[חלקיק]]ים [[חלקיק תת-אטומי|תת-אטומיים]]. כאשר עוסקים בגופים גדולים, אי הוודאות הנובעת משגיאות מדידה גדולה בדרך כלל בסדרי גודל מאי-הוודאות הנובעת מעקרון הייזנברג.
 
לעתים מבלבלים מושג זה עם מושג [[אפקט הצופה]] או עם [[בעיית המדידה]], המתייחסים לכך שעצם פעולת המדידה משנה את מצבו של האובייקט הנמדד.
173

עריכות