(Originais Teachy 2023) - Frage Mittel von Physik

Ein Experiment wurde in einem Physiklabor durchgeführt, um die Position und den Impuls (Masse mal Geschwindigkeit) eines Elektrons zu messen, das sich entlang der x-Achse bewegt. Das Prinzip der Unschärfe von Heisenberg besagt, dass es unmöglich ist, beide Eigenschaften eines subatomaren Teilchens, wie eines Elektrons, gleichzeitig genau zu messen. Die Beziehung des Heisenbergschen Unschärfeprinzips wird durch ΔxΔp ≥ h/4π gegeben, wobei Δx die Unschärfe in der Messung der Position, Δp die Unschärfe in der Messung des Impulses und h die Plancksche Konstante (ungefähr 6,63 × 10^-34 J s) ist. (a) Wenn die Unschärfe in der Position des Elektrons 1,0 × 10^-9 m (1 Nanometer) beträgt, berechnen Sie die minimal mögliche Unschärfe in der Messung des Impulses dieses Elektrons in kg m/s. (b) Da die Masse des Elektrons ungefähr 9,11 × 10^-31 kg beträgt, bestimmen Sie die minimale Unschärfe in der Messung der Geschwindigkeit dieses Elektrons. (c) Basierend auf der Unschärfe der in den vorherigen Punkten erhaltenen Messungen, diskutieren Sie kurz die Bedeutung des Heisenbergschen Unschärfeprinzips im Studium subatomarer Teilchen und die erklärenden Grenzen der Wissenschaften in diesem Kontext.