Pomocí Heisenbergova principu nejistoty, jak byste vypočítali nejistotu v pozici 1,60mg komára pohybujícího se rychlostí 1,50 m / s, pokud je rychlost známa v rozsahu 0,0100 m / s?

Pomocí Heisenbergova principu nejistoty, jak byste vypočítali nejistotu v pozici 1,60mg komára pohybujícího se rychlostí 1,50 m / s, pokud je rychlost známa v rozsahu 0,0100 m / s?
Anonim

Odpovědět:

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

Vysvětlení:

Princip Heisenbergovy nejistoty uvádí, že nemůžete zároveň měřit hybnost částice a její polohu s libovolně vysokou přesností.

Jednoduše řečeno, nejistota, kterou dostanete pro každé z těchto dvou měření, musí vždy uspokojit nerovnost

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

# Deltap # - nejistota hybnosti;

# Deltax # - nejistota v poloze;

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

Teď nejistota hybnosti lze považovat za nejistota rychlosti vynásobte, ve vašem případě, množstvím komára.

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

Víš, že komár má množství # "1,60 mg" # a že nejistota v jeho rychlosti je

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

Než připojíte své hodnoty do rovnice, všimněte si, že Planckova stálá použití kilogramů jako jednotka hmotnosti.

To znamená, že budete muset převést hmotnost komára z miligramů na kilogramů pomocí konverzního faktoru

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

Uspořádání rovnice tak vyřeší #Delta# a zapojte své hodnoty

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

#Deltaxe> = (6.626 * 10 ^ (- 34) "m" ^ barva (červená) (zrušit (barva (černá) (2)) barva (červená) (zrušit (barva (černá) ("kg"))) barva (červená) (zrušit (barva (černá) ("s" ^ (- 1))))) / (4pi) * 1 / (barva 1,60 * 10 ^ (- 6) (červená) (zrušit (barva (černá) ("kg"))) * 10 ^ (- 2) barva (červená) (zrušení (barva (černá) ("m")) barva (červená) (zrušení (barva (černá) ("s" ^ (-1))))) #

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

Odpověď je zaokrouhlena na tři číslice.