Վիքիպեդիա

«Անորոշությունների սկզբունք»–ի խմբագրումների տարբերություն

Դիտել պատմությունը
← Նախորդ տարբՀաջորդ տարբ →
Content deleted Content added
ՎիզուալԵլատեքստ
չ բացատներ ԱՎԶ ծրագրով
Տող 1.
==Ներածություն==
 
[[Քվանտային մեխանիկա|Քվանտային մեխանիկայի]]յի հիմնական սկզբունքներից մեկը` [[Վերներ Հայզենբերգ|Հայզենբերգի]] անորոշությունների սկզբունքը սահմանում է ճշգրտության հիմնարար մի սահման, որից անդին մասնիկի ֆիզիկական հատկությունների որոշակի զույգ, ինչպիսին օրինակ [[Կոօրդինատ|կոօրդինատըկոօրդինատ]]ը և [[Իմպուլս|իմպուլսնիմպուլս]]ն են, հնարավոր չէ իմանալ միաժամանակ: Այլ կերպ ասած, որքան ավելի մեծ ճշգրտությամբ հնարավոր է իմանալ հատկություններից որևէ մեկը, այնքան սակավ ճշգրտությամբ է հնարավոր չափել, վերահսկել կամ իմանալ մյուս հատկությունը:
 
Իր Նոբելյան մրցանակաբաշխության բանախոսությունում [[Մաքս Բոռն]]ը նշում է.
:Տարածական կոօրդինատները և ժամանակի պահը չափելու համար պահանջվում են խստորեն ամրացված չափիչ քանոններ և ժամացույցներ: Մյուս կողմից, իմպուլսի և էներգիայի չափման համար անհրաժեշտ են շարժական մասերով սարքեր` չափվող օբյեկտի բախումն ընդունելու և նրա իմպուլսի չափը որոշելու համար: Հաշվի առնելով քվանտային մեխանիկայի կոմպետենտությունը օբյեկտի և սարքի փոխազդեցության հետ գործ ունենալիս, կարելի է տեսնել, որ հնարավորություն չկա միաժամանակ բավարարել վերը հիշված երկու պահանջները<ref>http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1954/born-lecture.pdf The statistical interpretation of quantum mechanics Nobel Lecture, December 11, 1954</ref>:
 
1927թ. Հայզենբերգի հրապարակած անորոշությունների սկզբունքը դարձավ ավելի վաղ մշակված քվանտային տեսության առանցքային հայտնագործությունը: Այն հաստատում է, որ հնարավոր չէ միաժամանակ չափել մասնիկի կամ համակարգի (եթե համակարգը բավականաչափ փոքր է քվանտամեխանիկական մոտեցում կիրառելու համար) ներկա կոօրդինատը` առանց որոշելու մասնիկի (համակարգի) հետագա շարժումը: Անորոշությունների սկզբունքը քվանտային համակարգերի հիմնարար հատկանիշն է և պայմանավորված չէ ներկայիս տեխնոլոգիաների չափիչ հզորությամբ կամ ճշտությամբ: Սակայն հնարավոր է որոշել մասնիկների «միջին» իմպուլսը և կոօրդինատը ([[Թույլթույլ չափումներ|թույլ չափումների]]ի օգնությամբ):
 
Մասնավորաբար, ըստ անորոշությունների սկզբունքի` կոօրդինատի և իմպուլսի անորոշությունների արտադրյալը միշտ մեծ կամ հավասար է «''ħ''»-ի կեսին ([[Պլանկի հաստատուն]]ը, <math>\left (\frac{h}{2\pi} \right )</math> ):
 
Մաթեմատիկական տեսանկյունից կոօրդինատի և իմպուլսի հարաբերության անորոշության ի հայտ գալու պատճառն այն է, որ համապատասխան [[Ալիքայինալիքային ֆունկցիա|ալիքային ֆունկցիաների]]ների բազիսները մեկը մյուսի [[Ֆուրիեի ձևափոխումներ]] են: Ըստ քվանտային մեխանիկայի մաթեմատիկական ձևակերպման, ցանկացած ոչ [[Կոմուտատիվ|կոմուտատիվ]] օպերատորներ ենթակա են նման անորոշության:
 
==Կոօրդինատի և իմպուլսի անորոշությունը==
Տող 18.
1925թ. առաջնորդվելով [[Հենդրիկ Կրամեր]]ի աշխատանքներով, Հայզենբերգը մշակեց մատրիցային մեխանիկան, որը եկավ փոխարինելու [[Հին քվանտային տեսություն|հին քվանտային տեսությանը]]: Դրա հիմնական դրույթն այն է, որ շարժման դասական հասկացությունը կիրառելի չէ քվանտային մակարդակում, և որ էլեկտրոններն ատոմում չեն շարժվում խստորեն որոշված ուղեծրերով, այլ նրանց շարժումը տարօրինակ ձևով «լղոզված» է, և ժամանակի [[Ֆուրիեի ձևափոխություն]]ը ընդգրկում է միայն այն հաճախությունները, որոնք ի հայտ են գալիս քվանտային թռիչքներով:
 
Հայզենբերգի աշխատությունը թույլ չի տալիս խոսել դիտարկմանը չենթարկվող մեծությունների մասին, ինչպես, օրինակ, էլեկտրոնի ճշգրիտ դիրքը ուղեծրում ժամանակի որևէ պահին, այլ միայն թույլ է տալիս տեսականորեն խոսել շարժման Ֆուրիեի բաղադրիչների մասին: Քանի որ դասական հաճախությունների համար Ֆուրիեի բաղադրիչներ չեն որոշվում, դրանք չեն կարող օգտագործվել ճշգրիտ [[Հետագիծ|հետագիծըհետագիծ]]ը նշելու համար, ուստի այս ձևակերպումը չի կարող պատասխանել որոշակի ճշգրտություն պահանջող հարցերի, օրինակ` որտեղ է գտնվում էլեկտրոնը կամ որքան է նրա արագությունը:
 
Կոօրդինատի և իմպուլսի համար Հայզենբերգի անվերջ մատրիցների ամենաարտառոց հատկություններից մեկն այն է, որ դրանք չեն [[Կոմուտատիվ|կոմուտացվում]]: Հայզենբերգի կանոնիկ կոմուտացիոն առնչությունը`
:::<math> [X, P] = X P - P X = i \hbar </math> (տես [[Անորոշության սկզբունքի ծագումը]])
 
առայսօր չունի հասկանալի ֆիզիկական բացատրություն:
 
1926թ. մարտին Բորի ինստիտուտում աշխատելիս Հայզենբերգը ցույց տվեց, որ ոչ կոմուտատիվությունը արտահայտում է անորոշությունների սկզբունքը: Այս եզրակացությունը տալիս է ոչ կոմուտատիվության մաքուր ֆիզիկական նկարագրությունը և ընկած է քվանտային մեխանիկայի [[Կոպենհագենյան մեկնաբանություն|կոպենհագենյան մեկնաբանության]] հիմքում: Հայզենբերգը ցույց տվեց, որ կոմուտացման առնչությունները նկարագրում են անորոշությունը, կամ, Բորի խոսքերով ասած, [[Կոմպլոմենտարություն|կոմպլոմենտարությունըկոմպլոմենտարություն]]ը <ref>{{Citation |first=Niels |last=Bohr |year=1958 |title=Atomic Physics and Human Knowledge |location=New York |publisher=Wiley |page=38 |isbn= }}</ref>: Ցանկացած երկու ոչ կոմուտատիվ փոփոխականներ չեն կարող չափվել միաժամանակ. որքան մեծ ճշտությամբ հայտնի է դրանցից մեկը, այնքան պակաս ճշտությամբ հնարավոր կլինի իմանալ մյուսը: Հայզենբերգը գրում է. <blockquote>Պարզագույն ձևով դա կարելի է ներկայացնել այսպես. Մենք երբեք չենք կարող կատարյալ ճշգրտությամբ իմանալ փոքրագույն մասնիկների շարժումը նկարագրող այս երկու կարևոր գործոններից մեկը` կոօրդինատը կամ արագությունը: Անհնարին է ճշգրտորեն «միասին» որոշել մասնիկի դիրքը և ուղղությունն ու արագությունը «ժամանակի միևնույն պահին» <ref>Heisenberg, W., ''Die Physik der Atomkerne'', Taylor & Francis, 1952, p. 30.</ref>:</blockquote>
 
Կոօրդինատի և իմպուլսի կոմպլոմենտարությունը հասկանալու միջոցներից մեկը [[Ալիքամասնիկային երկվություն|ալիքամասնիկային երկվություններկվություն]]ն է: Եթե հարթ ալիքով նկարագրվող մասնիկը անցնում է պատի վրա գտնվող նեղ ճեղքի միջով, ինչպես ջրի ալիքը` նեղ խողովակի միջով, այն ենթարկվում է դիֆրակցիայի, և ալիքներ են տարածվում տարբեր անկյուններով: Որքան նեղ է ճեղքը, այնքան լայնորեն է դիֆրակցվում ալիքը և այնքան մեծ է իմպուլսի անորոշությունը: Դիֆրակցիայի օրենքի համաձայն` <math>\Delta\theta</math> անկյան տակ ալիքը կսփռվի <math>\lambda/d</math> մեծությամբ, որտեղ <math>d</math>-ն ճեղքի լայնությունն է, իսկ <math>\lambda</math>-ն` ալիքի երկարությունը: [[դըԴը Բրոյլի առնչություն|Դը Բրոյլի առնչությունից]]ից կարելի է ցույց տալ, որ ճեղքի չափը և դիֆրակցված ալիքի իմպուլսը կապված են Հայզենբերգի կանոնով.
 
:::<math>\Delta x \, \Delta p \approx h</math>:
Տող 35.
:::<math>\Delta x \, \Delta p\gtrsim h:\qquad\qquad\qquad (1)</math>
 
Ներկայումս ընդունված տեսքով անհավասարությունը 1927թ. առաջին անգամ գրել է Կեննարդը. <ref>{{Citation |first=E. H. |last=Kennard |title={{lang|de|Zur Quantenmechanik einfacher Bewegungstypen}} |journal=Zeitschrift für Physik |volume=44 |issue=4–5 |year=1927 |pages=326 |doi=10.1007/BF01391200 |postscript=. |bibcode = 1927ZPhy...44..326K }}</ref>
 
:::<math>\sigma_x\sigma_p\ge\frac{\hbar}{2},\quad\qquad\qquad\qquad (2)</math>
Տող 64.
::<math>\sigma_T\sigma_x \geq \tfrac{\hbar}{2m} \left|\left\langle p_x\right\rangle\right| </math>:
 
* Օբյեկտի [[Անկյունայինանկյունային մոմենտ|անկյունային մոմենտի]]ի երկու օրթոգոնալ բաղադրիչների համար`
::<math> \sigma_{J_i} \sigma_{J_j} \geq \tfrac{\hbar}{2} \left|\left\langle J_k\right\rangle\right|</math>,
 
Ստացված է «https://hy.wikipedia.org/wiki/Անորոշությունների_սկզբունք» էջից