บันทึกเกี่ยวกับควอนตัม

หนังสือควอนตัม

วันพฤหัสบดีที่ 28 กันยายน พ.ศ. 2560

หลักความไม่แน่นอนของไฮเซ็นเบิร์ก

การใช้แบบจำลองของโบร์มาอธิบายมีปัญหายุ่งยากมากขึ้น ซึ่งพบว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะทราบตำแหน่งและโมเมนตัม หรือ พลังงาน กับเวลาในเวลาเดียวกัน เหตุผลที่ใช้อธิบายโดยเทียบเคียงกับเรื่องที่กำลังแล่นอยู่ และคำนวณหาตำแหน่งของเรือ คลื่นแสงที่ทำให้มองเห็นเรือมีความยาวคลื่นประมาณ 4x10^-5 ถึง 8x10^-5 เซ็นติเมตร หรือ 4x10^-7 ถึง 8x10^-7 เมตร ซึ่งมีพลังงานต่ำมาก แสงจะไปตกกระทบที่เรืิอแล้วสะท้อนมาเข้าตา เมื่อตรวจจับแสงที่ได้นั้น พบว่ามีค่าพลังงานแสงต่ำมาก เรือที่มีระวางขับน้ำหลายตันจะไม่มีผลกระทบทำให้เรือเคลื่อนไหว อันเป็นผลมาจากแสงมาตกกระทบ และถ้าต้องการมองอนุภาคที่เล็กมากที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 10^-8 cm หรือ 10^-10 เมตร การจะหาตำแหน่งของอนุภาคจำเป็นต้องใช้แสงที่มีความยาวคลื่นเท่ากับอนุภาคโดยประมาณ การแผ่รังสีที่ความยาวคลื่น 10^-8 ซม. ซึ่งถือว่าเป็นความยาวคลื่นที่สั้นมาก และมีพลังงานสูงเมื่อเทียบกับขนาดของอะตอม อันเนื่องมาจากผลของสมการคือ
                               E = hc/l      l คือ ความยาวคลื่น
     ดังนั้นในกระบวนการกำหนดตำแหน่งของอนุภาค จากการสังเกตอนุภาคนั้นมีการแผ่รังสีพลังงานในระดับสูง ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมและพลังงาน  ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะหาทั้งตำแหน่งและโมเมนตัมขณะเดียวกันให้มีความละเอียดถูกต้องสูงกว่าปริมาณมูลฐานที่สุดซึ่งได้แก่ค่าคงที่ของพลั้ง h และความสัมพันธ์ระหว่างความไม่แน่นอนของตำแหน่งหรือระยะทาง และความไม่แน่นอนที่มีอยู่ในโมเมนตัมจะเป็นดังนี้
                                    Δ x. Δp  h  
    ความสัมพันธ์นี้อยู่ในรูปแบบหนึ่งของหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซ็นเบร์ก บ่งชี้ให้เห็นว่า h เป็นค่ามูลฐานจากการกระทำทางควอนตัม จะสามารถเห็นได้ว่าสมการนี้มีมิติที่ถูกต้อง มาจากมิติความไม่แน่นอนของตำแหน่งคูณกับมิติความไม่แน่นอนของโมเมนตัมจะมิติความไม่แน่นอนเป็นดังนี้

                   ระยะทาง x ( มวล x  ระยะทาง/เวลา)   kg m^2/sec
       สมการต่อไป มีมิติที่ถูกต้องเช่นกัน
                                   Δ t. Δ h     ก็ได้มิติหน่วยเหมือนกัน

การแนะจากแบบจำลองของโบร์ทำให้สามารถรู้รายละเอียดการเคล่ื่อนที่เป็นวงโคจรอิเลคตรอน และพลังงานที่เวลาเดียวกัน แต่ไม่สามารถที่จะอธิบายได้อย่างถูกต้อง จึงนำไปสู่การหาวิธีอธิบายอื่นที่ดีกว่า แบบจำลองแบบคลื่นของอะตอมไฮโดรเจน ได้รับความสนใจกว่า

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น