Pomocou Heisenbergovho princípu neistoty, ako by ste vypočítali neistotu v polohe 1,60mg komára pohybujúceho sa rýchlosťou 1,50 m / s, ak je rýchlosť známa v rozsahu 0,0100 m / s?

Pomocou Heisenbergovho princípu neistoty, ako by ste vypočítali neistotu v polohe 1,60mg komára pohybujúceho sa rýchlosťou 1,50 m / s, ak je rýchlosť známa v rozsahu 0,0100 m / s?
Anonim

odpoveď:

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

vysvetlenie:

Princíp Heisenbergovej neistoty uvádza, že nemôžete zároveň meria hybnosť častice a jej polohu s ľubovoľne vysokou presnosťou.

Jednoducho povedané, neistota, ktorú dostanete pre každé z týchto dvoch meraní, musí vždy uspokojiť nerovnosť

#color (blue) (Deltap * Deltax> = h / (4pi)) "" #, kde

# # Deltap - neistota hybnosti;

# # DELTAX - neistota v polohe;

# # H - Planckova konštanta - # 6.626 * 10 ^ (- 34) "m" ^ 2 "kg s" ^ (- 1) #

Teraz neistoty hybnosti môže byť považovaný za neistota v rýchlosti Vynásobte vo vašom prípade hmotnosť komára.

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

Viete, že komár má hmotnosť # "1,60 mg" # a že neistota v jeho rýchlosti je

#Deltav = "0.01 m / s" = 10 ^ (- 2) "m s" ^ (- 1) #

Pred zapojením vašich hodnôt do rovnice si všimnite, že Planckove stále používa kilogramov ako jednotka hmotnosti.

To znamená, že budete musieť previesť hmotnosť komára z miligramov na kilogramov pomocou konverzného faktora

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

Takže usporiadajte rovnicu, ktorá sa má vyriešiť # Delta # a pripojte svoje hodnoty

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

#Deltax> = (6.626 * 10 ^ (- 34) "m" ^ farba (červená) (zrušenie (farba (čierna) (2)) farba (červená) (zrušenie (farba (čierna) ("kg"))) farba (červená) (zrušenie (farba (čierna) ("s" ^ (- 1)))) / (4pi) * 1 / (farba 1,60 * 10 ^ (- 6) (červená) (zrušenie (farba (farba) (čierna) ("kg"))) * 10 ^ (- 2) farba (červená) (zrušenie (farba (čierna) ("m")) farba (červená) (zrušenie (farba (čierna) ("s" ^ (-1))))) #

#Deltax> = 0.32955 * 10 ^ (- 26) "m" = farba (zelená) (3.30 * 10 ^ (- 27) "m") #

Odpoveď je zaokrúhlená na tri signály.