Da den unge Max Planck fortalte sin lærer,at han ville fortsætte med at engagere sig i teoretisk fysik, smilede han og forsikrede ham om, at lige der havde forskerne intet at gøre - alt der var tilbage var at "rydde op i de ru kanter." Ak! Gennem indsatsen fra Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödinger og andre vender alt på hovedet og så grundigt, at du ikke kan gå tilbage, og der er off-road foran. Yderligere - mere: blandt det generelle teoretiske kaos vises pludselig for eksempel Heisenbergs usikkerhed. Som de siger, var dette bare ikke nok for os. Ved begyndelsen af det 19. og 20. århundrede åbnede forskere døren til det ukendte område med elementære partikler, og der mislykkedes den sædvanlige newtonske mekanik.
Det ser ud til, "før det", alt er i orden - herfysisk krop, her er dens koordinater. I "normal fysik" kan du altid tage en pil og præcist "stikke" den ind i en "normal" genstand, endda en bevægende. Teoretisk er en fejl udelukket - Newtons love er ikke forkert. Men forskningsobjektet bliver mindre - et korn, et molekyle, et atom. Først forsvinder objektets nøjagtige konturer, derefter vises sandsynlige estimater af de gennemsnitlige statistiske hastigheder for gasmolekyler i dens beskrivelse, og til sidst bliver koordinaterne for molekylerne "gennemsnitlige statistiske", og om et gasmolekyle kan man sige: er det enten her eller der, men mest sandsynligt , et eller andet sted i dette område. Tiden vil gå, og problemet vil blive løst af Heisenbergs usikkerhed, men det senere, men nu ... Prøv at ramme objektet med en "teoretisk pil", hvis det er "i området med de mest sandsynlige koordinater." Svag? Og hvilken slags objekt er det, hvad er dets dimensioner og former? Der var flere spørgsmål end svar her.
Men hvad med atomet?Den velkendte planetmodel blev foreslået i 1911 og rejste straks en masse spørgsmål. Den vigtigste er: hvordan holder en negativ elektron sig i kredsløb, og hvorfor falder den ikke på en positiv kerne? Som de siger nu - et godt spørgsmål. Det skal bemærkes, at alle teoretiske beregninger på det tidspunkt blev udført på basis af klassisk mekanik – Heisenbergs usikkerhed havde endnu ikke indtaget en hæderlig plads i atomteorien. Det var denne kendsgerning, der forhindrede videnskabsmænd i at forstå essensen af atommekanik. Atomet blev "reddet" af Niels Bohr - han gav ham stabilitet ved sin antagelse om, at elektronen har kredsløbsniveauer, hvor den ikke udsender energi, dvs. mister det ikke og falder ikke på kernen.
Undersøgelse af spørgsmålet om energiens kontinuitetatomets tilstande har allerede givet skub til udviklingen af en helt ny fysik - kvante, hvis begyndelse blev lagt af Max Planck tilbage i 1900. Han opdagede fænomenet energikvantisering, og Niels Bohr fandt en anvendelse til det. Senere viste det sig imidlertid, at det er fuldstændig upassende at beskrive atommodellen ved den klassiske mekanik af makrokosmos, som er forståelig for os. Selv tid og rum i kvanteverdenen får en helt anden betydning. På dette tidspunkt endte teoretiske fysikeres forsøg på at give en matematisk model af det planetariske atom i flere-etagers og ineffektive ligninger. Problemet blev løst ved hjælp af Heisenberg-usikkerhedsrelationen. Dette overraskende beskedne matematiske udtryk forbinder usikkerheden af den rumlige koordinat Δx og hastigheden Δv med partikelmassen m og Plancks konstant h :.
Δx * Δv> h/m
Deraf den grundlæggende forskel mellem mikro- ogmakrokosmos: koordinaterne og hastighederne af partikler i mikrokosmos er ikke defineret i en specifik form - de har en sandsynlighed. På den anden side indeholder Heisenberg-princippet på højre side af uligheden en meget specifik positiv værdi, hvoraf det følger, at nulværdien af mindst én af usikkerhederne er udelukket. I praksis betyder det, at hastigheden og positionen af partikler i den subatomare verden altid bestemmes med en fejl, og den er aldrig nul. I nøjagtig samme perspektiv forbinder Heisenbergs usikkerhed andre par af beslægtede karakteristika, for eksempel usikkerhederne for energi ΔE og tid Δt:
ΔЕΔt> h
Essensen af dette udtryk er, at det er umuligtmål samtidig energien af en atompartikel og det tidspunkt, hvor den besidder den, uden usikkerhed om dens værdi, da måling af energi tager noget tid, hvor energien vil ændre sig tilfældigt.
