Quando il giovane Max Plank ha detto al suo insegnanteche vuole continuare a dedicarsi alla fisica teorica, sorrise e gli assicurò che gli scienziati non avevano nulla da fare lì - tutto ciò che rimaneva era "ripulire la ruvidezza". Ahimè! Attraverso gli sforzi di Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödinger e altri, tutto viene capovolto e così accuratamente che non tornerai indietro e c'è impassibilità in vista. Inoltre - di più: tra il caos teorico generale appare improvvisamente, ad esempio, l'incertezza di Heisenberg. Come si suol dire, questo non era abbastanza per noi. A cavallo tra il XIX e il XX secolo, gli scienziati aprirono la porta a una regione sconosciuta di particelle elementari, e lì fallirono i soliti meccanismi di Newton.
Sembrerebbe che "prima", va tutto bene - quicorpo fisico, ecco le sue coordinate. Nella "fisica normale" si può sempre prendere una freccia e precisamente "infilarla" in un oggetto "normale", anche in movimento. Una scivolata è teoricamente esclusa - le leggi di Newton non si sbagliano. Ma ora l'oggetto dello studio sta diventando più piccolo: un grano, una molecola, un atomo. Innanzitutto, i contorni esatti dell'oggetto scompaiono, quindi le stime probabilistiche delle velocità statistiche medie per le molecole di gas appaiono nella sua descrizione e, infine, le coordinate delle molecole diventano "medie", e puoi dire della molecola di gas: è qui o là, ma molto probabilmente da qualche parte in questa zona. Il tempo passerà e l'incertezza di Heisenberg risolverà il problema, ma poi, e ora ... Prova a colpire la "freccia teorica" nell'oggetto se si trova "nella regione delle coordinate più probabili". Debole? E cos'è questo oggetto, quali sono le sue dimensioni, forme? C'erano più domande che risposte.
Ma che dire dell'atomo?Il noto modello planetario fu proposto nel 1911 e sollevò immediatamente molte domande. Il principale: come fa un elettrone negativo a rimanere in orbita e perché non cade su un nucleo positivo? Come si dice ora - una buona domanda. Va notato che tutti i calcoli teorici a quel tempo erano stati effettuati sulla base della meccanica classica - l'incertezza di Heisenberg non ha ancora preso il posto della teoria atomica. Fu questo fatto che non permise agli scienziati di comprendere l'essenza della meccanica atomica. L'atomo è stato salvato da Niels Bohr - gli ha dato stabilità supponendo che l'elettrone abbia livelli orbitali, a cui non irradia energia, ad es. non lo perde e non cade nel nocciolo.
Исследование вопроса непрерывности энергетических gli stati atomici hanno già dato slancio allo sviluppo di una fisica completamente nuova: la fisica quantistica, il cui inizio fu stabilito da Max Planck nel 1900. Scoprì il fenomeno della quantizzazione energetica e Niels Bohr gli trovò applicazione. Tuttavia, in futuro si è scoperto che descrivere il modello atomico con la meccanica classica del macrocosmo che comprendiamo è completamente sbagliato. Anche il tempo e lo spazio nelle condizioni del mondo quantistico assumono un significato completamente diverso. A questo punto, i tentativi dei fisici teorici di fornire un modello matematico di un atomo planetario si sono conclusi con equazioni a più piani e inefficaci. Il problema è stato risolto utilizzando la relazione di incertezza di Heisenberg. Questa espressione matematica sorprendentemente modesta mette in relazione le incertezze della coordinata spaziale Δx e della velocità Δv con la massa di particelle m e la costante di Planck h:.
x * Δv> h / m
Отсюда следует принципиальная разница микро- и macrocosmo: le coordinate e le velocità delle particelle nel micromondo non sono determinate in una forma specifica - sono probabilistiche. D'altra parte, il principio di Heisenberg sul lato destro della disuguaglianza contiene un valore positivo molto concreto, che implica che il valore zero di almeno una delle incertezze è escluso. In pratica, ciò significa che la velocità e la posizione delle particelle nel mondo subatomico sono sempre determinate con un errore e non è mai zero. Nella stessa prospettiva, l'incertezza di Heisenberg collega altre coppie di caratteristiche correlate, ad esempio le incertezze di energia ΔЕ e tempo Δt:
ΔЕΔt> h
L'essenza di questa espressione è che è impossibilemisurare contemporaneamente l'energia di una particella atomica e il momento in cui la possiede, senza incertezza sul suo valore, poiché la misurazione dell'energia richiede del tempo, durante il quale l'energia cambierà casualmente.
