Föreläsning 3 – Heisenbergs osäkerhetsprincip Materialet motsvarar Kap 2.1, 2.2, 2.5 and 2.6 i Feynman Lectures Vol III + Uncertainty in the Classroom.

En presentation över ämnet: "Föreläsning 3 – Heisenbergs osäkerhetsprincip Materialet motsvarar Kap 2.1, 2.2, 2.5 and 2.6 i Feynman Lectures Vol III + Uncertainty in the Classroom."— Presentationens avskrift:

1 Föreläsning 3 – Heisenbergs osäkerhetsprincip Materialet motsvarar Kap 2.1, 2.2, 2.5 and 2.6 i Feynman Lectures Vol III + Uncertainty in the Classroom - Teaching Quantum Physics K.E.Johansson and D.Milstead, Physics Education 43(2008) 173-179

2 Heisenbergs osäkerhetsprincip mikroskop

3 Heisenbergs osäkerhetsprincip

4 Ett nytt sätt att tolka diffraktionsmönstret

5

6 Det billigaste sättet att vinna ett Nobelpris Glöm dyra partikelacceleratorer i Genève ! Hitta på ett experiment som i princip kan mäta en partikels läge och rörelsemängd med en noggrannhet som är bättre än osäkerhetsprincipen. Ett Nobelpris och en bonuspoäng på tentan.

7 Tolkning

8 Problem Uppskatta den möjliga rörelsemängden som en proton i en guldkärna kan anta. Har protonen en unik våglängd ? pxpx pp  p/2  p/2

9 Problem Betrakta en elektron inom en atom. Skulle elektronen i vila om temperaturen vore den absoluta nollpunkten (0K).

10 Att beräkna amplituden

11 En fri partikel x

12

13 t=0 – ”fotografera” vågen Reelldelen Imaginärdelen Sannolikhetstätthet

14 Lokaliserade partiklar

15

16 vågpaket När vi summerar dem får vi en ny våg. Den nya vågen har inte en välbestämd våglängd. Betrakta imaginärdelen x x

17 x

18 x

19 To know where it is we must lose information on its wavelength/momentum Summan av många sinusvågor Sinusvåg 4 sinusvågor samt summan 8 sinusvågor samt summan 32 sinusvågor samt summan 128 sinusvågor samt summan En lokaliserad partikel ”består” av många sinusvågor med olika våglängder Om vi vill lokalisera partikeln måste vi förlora information om partikelns rörelsemängd enligt osäkerhetsprincipen:  x  p > h xx pp

20 Sammanfattning om osäkerhetsprincipen

21 Följder Vi kan aldrig beräkna eller mäta samtidigt en partikels rörelsemängd och läge med oändlig precision. Har en partikel exakta värden på rörelsemängd och läge även om vi inte kan beräkna eller mäta dem ? Vår intuition säger ”ja!”. Kvantfysiken säger ”(förmodligen) nej!”.

22 En annan osäkerhetsprincip

23 Potentialbrunn h m v ytan

24 Kvanttunnling Energi Inne i kärnan Ute

25 Sammanfattning Heisenbergs osäkerhetsprinciper –Två olika sätt att tolka –En följd av en partikels vågbeteende – förklarar kvanttunnling och radioaktivt sönderfall ( 