Grundtanken er, at jo mindre et objekt bliver, desto mere kvantemekanisk bliver det. Det vil sige, det er mindre i stand til at blive beskrevet af newtonske mekanikere. Når vi kan beskrive ting ved hjælp af noget som kræfter og momentum og være helt sikre på det, er det når objektet er observerbart. Du kan ikke rigtig observere en elektron whizzing rundt, og du kan ikke fange en runde proton i et net. Så nu antager jeg, det er på tide at definere en observerbar.
Følgende er de kvantemekaniske observerbare data:
Position
momentum
Potentiel energi
Kinetisk energi
Hamiltonian (total energi)
Vinkel Momentum
De har hver deres egen operatører, som f.eks. momentum
Når disse operatører bliver brugt på hinanden, og du kan få dem til at pendle, kan du observere begge tilsvarende observeringer på én gang. Kvantemekanikbeskrivelsen af Heisenberg Usikkerhedsprincippet er som følger (omskrevet):
Hvis og kun hvis
Lad os se, hvordan det virker. Placeringsoperatøren er lige, når du multiplicerer med
Betjen på x ved at tage sin første derivat, multiplicere med
Åh, se på det! Derivatet af 1 er 0! Så du ved hvad,
Og vi ved, at det ikke kan være lig med 0.
Så det betyder, at position og momentum ikke pendler. Men dette er kun et problem med noget som en elektron (så en fermion) fordi:
- Elektroner kan ikke skelnes mellem hinanden
- Elektroner er små og meget lyse
- Elektroner kan tunnel
- Elektroner virker som bølger og partikler
Jo større objektet er, desto mere sikkert kan vi være, at det overholder fysikkens standardlove, så Heisenberg Usikkerhedsprincippet gælder kun for de ting, som vi ikke let kan observere.
Ædelgasen xenon danner adskillige forbindelser (sædvanligvis med ilt eller fluor), men neon, som også er ædelgas, danner ikke forbindelser. Hvorfor? Hvorfor kunne Ne ikke danne NeF4 på samme måde som XeF4?
Neon danner ikke forbindelser som xenon fordi neon holder sine elektroner meget tættere på xenon. Kort svar: Neon holder sine elektroner for tæt. Ne er et lille atom. Dens elektroner er tæt på kernen og holdes tæt. Ioniseringsenergien af Ne er 2087 kJ / mol. Xe er et stort atom. Dens elektroner er langt fra kernen og er mindre fastholdt.Joniseringsenergien af Xe er 1170 kJ / mol. Så et xenonatom kan give noget kontrol over dets elektroner til et højt elektronegativt fluoratom og danne XeF4. Men selv fluor er ikke stærk nok til at trække elektrontæthed fra neon.
Hvad er Heisenberg usikkerhedsprincippet? Hvordan overtræder et Bohr-atom usikkerhedsprincippet?
I grund og grund siger Heisenberg os, at du med absolut sikkerhed ikke kun kan forstå både partiklens position og momentum. Dette princip er ret svært at forstå i makroskopiske termer, hvor du kan se, sige en bil og bestemme dens hastighed. Med hensyn til en mikroskopisk partikel er problemet, at sondringen mellem partikel og bølge bliver ret uklar! Overvej en af disse enheder: Et lys foton passerer gennem en slids. Normalt får du et diffraktionsmønster, men hvis du overvejer en enkelt foton .... har du et problem; Hvis du reducerer slidsens bredde, øger diffraktionsmønsteret d
Odell udskriver og sælger plakater til $ 20 hver. Hver måned er 1 plakat fortrykt og kan ikke sælges. Hvordan skriver du en lineær ligning, der repræsenterer det samlede beløb, Odell tjener hver måned under hensyntagen til plakatens værdi, der ikke kan sælges?
Y = 20x-20 Lad x være antallet af plakater, han sælger hver måned. Da hver plakat er $ 20, y = 20x ($ 20 * antallet af plakater solgt) Men vi skal trække en plakat. Vi ved, at 1 plakat er $ 20, thereforey = 20x-20 (y er det samlede beløb Odell tjener hver måned under hensyntagen til plakatens værdi, der ikke kan sælges)