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Il principio di indeterminazione di Heisenberg

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Lo scienziato tedesco Werner Karl Heisenberg (1901 - 1976) diede un fondamentale sviluppo a quella branca della fisica che tutt’oggi viene chiamata meccanica quantistica, tanto da vincere il premio Nobel per la fisica nel 1932. 
Una delle sue più famose scoperte fu la formalizzazione del principio che porta il suo nome: il Principio di indeterminazione di Heisenberg. In questo video cerchiamo di ripercorrere i principali passi che portarono alla sua formulazione, e ne analizziamo le principali conseguenze. 
Fondamentale per lo sviluppo della meccanica quantistica fu l’intuzione che la luce e altre particelle subatomiche non si comportano del tutto come corpi massivi, seppur piccolissimi, né del tutto come onde, capaci di propagarsi anche nel vuoto. Numerosissimi esperimenti convalidano l’una o l’altra ipotesi, e fecero giungere gli scienziati dell’epoca alla conclusione che alcune particolari entità fische (elettroni e fotoni, eccetera) hanno una doppia natura, sia onda, sia particella: si parla dunque di onda-particella
Il Principio di indeterminazione di Heisenberg ha, fra le sue formulazioni, la seguente: “non è possibile determinare contemporaneamente con precisione grande quanto si vuole sia la posizione sia la quantità di moto di una particella.” Indichiamo con $\Delta x$ la dispersione delle misurazioni della posizione, ossia “l’inceretezza” che possiamo avere sulla sua posizione; con $\Delta p$ invece indichiamo l’inceretezza che abbiamo nel misurare la quantità di moto della particella. Allora il principio di indeterminazione può essere formulato con la seguente disequazione:$$ \Delta x \Delta p \geq \frac{h}{4 \pi}$$In questa disequazione, $h$ è la costante di Planck, e vale $6,626069 \ 10^{-34} \text{ Js}$ (Joule per secondo). Il principio di indeterminazione può anche essere applicato ad altre coppie di grandezze fisiche, dette “coniugate”, come ad esempio energia e tempo, nel qual caso la disequazione diventa$$ \Delta E \Delta t \geq \frac{h}{4 \pi}$$

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