Wie würden Sie nach dem Heisenberg-Prinzip der Unschärfe die Unsicherheit der Position einer 1,60 mg-Mücke berechnen, die sich mit einer Geschwindigkeit von 1,50 m / s bewegt, wenn die Geschwindigkeit innerhalb von 0,0100 m / s liegt?

Wie würden Sie nach dem Heisenberg-Prinzip der Unschärfe die Unsicherheit der Position einer 1,60 mg-Mücke berechnen, die sich mit einer Geschwindigkeit von 1,50 m / s bewegt, wenn die Geschwindigkeit innerhalb von 0,0100 m / s liegt?
Anonim

Antworten:

# 3.30 * 10 ^ (- 27) "m" #

Erläuterung:

Das Heisenbergsche Unschärferprinzip besagt, dass Sie nicht gleichzeitig messen Sie den Impuls eines Partikels und seine Position mit beliebig hoher Genauigkeit.

Einfach ausgedrückt: Die Unsicherheit, die Sie für jede dieser beiden Messungen erhalten, muss immer die Ungleichung erfüllen

#color (blau) (Deltap * Deltax> = h / (4pi)) "" #, woher

# Deltap # - die Unsicherheit im Moment;

# Deltax # - die Unsicherheit in der Position;

# h # - Planck's Konstante - # 6.626 * 10 ^ (- 34) "m" ^ 2 "kg s" ^ (- 1) #

Jetzt die Unsicherheit im Moment kann als das gedacht werden Unsicherheit in der Geschwindigkeit in Ihrem Fall mit der Masse der Mücke multipliziert.

#color (blau) (Deltap = m * Deltav) #

Sie wissen, dass die Mücke eine Masse von hat # "1.60 mg" # und dass die Ungewissheit in seiner Geschwindigkeit ist

#Deltav = "0,01 m / s" = 10 ^ (- 2) m s "^ (- 1) #

Beachten Sie vor dem Einfügen Ihrer Werte in die Gleichung, dass die Planck-Konstante verwendet wird Kilogramm als Masseeinheit.

Das bedeutet, dass Sie die Masse der Mücke aus umrechnen müssen Miligramme zu Kilogramm unter Verwendung des Umrechnungsfaktors

# 1 mg = 10 ^ (-3) g = 10 ^ (- 6) kg #

Ordnen Sie also die Gleichung um, nach der Sie suchen #Delta# und stecken Sie Ihre Werte ein

#Deltax> = h / (4pi) * 1 / (Deltap) = h / (4pi) * 1 / (m * Deltav) #

#Deltax> = (6.626 * 10 ^ (- 34) "m" ^ Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) (2))) Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) ("kg"))) Farbe (rot) (abbrechen (Farbe (schwarz) ("s" ^ (- 1))))) / (4pi) * 1 / (1,60 * 10 ^ (- 6) Farbe (rot) (abbrechen (Farbe (schwarz) ("kg"))) * 10 ^ (- 2) Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) ("m"))) Farbe (rot) (Abbruch (Farbe (schwarz) ("s" ^ (-1))))) #

#Deltax> = 0,32955 * 10 ^ (- 26) "m" = Farbe (grün) (3,30 * 10 ^ (- 27) "m") #

Die Antwort wird auf drei Sig. Feigen gerundet.