Concetti Chiave
- Il principio di indeterminazione di Heisemberg stabilisce che è impossibile determinare con precisione simultanea la posizione e la quantità di moto di una particella subatomica.
- La relazione tra incertezza di posizione e quantità di moto è espressa dalla formula: Δx×Δv≥h/4πm.
- Per particelle molto piccole e veloci, come gli elettroni, le leggi della meccanica quantistica prevalgono, permettendo solo di prevedere probabilità, non posizioni o velocità precise.
- Se la massa della particella è grande, l'incertezza su posizione e velocità è ridotta, applicandosi le leggi della meccanica classica.
- Il principio evidenzia il limite della precisione nelle misurazioni a livello subatomico, influenzando la nostra comprensione della natura delle particelle.
Il principio di indeterminazione di Heisemberg
Il principio di indeterminazione nasce dalla volontà di Bohr e Heisemberg di capire con quanta precisione si poteva prevedere il comportamento delle particelle subatomiche. Le due variabili da misurare sono la posizione di una particella (x) e la sua quantità di moto (mu). La conclusione a cui essi giunsero è che deve sempre esserci un’incertezza di misura tale che il prodotto dell’indeterminazione della posizione (incertezza sulla posizione), Δx, per l’indeterminazione della quantità di moto (incertezza sulla velocità), Δv, sarà uguale a:
Δx×Δv≥h/4πm
Il significato del principio di indeterminazione di Heisemberg è che per particelle estremamente piccole e veloci è impossibile determinare contemporaneamente posizione e velocità con grande precisione.
Se vogliamo individuare la posizione di una particella con grande precisione non possiamo misurare la sua velocità con altrettanta precisione, e viceversa.
Se m è molto grande Δx×Δv sarà molto piccolo: posizione e velocità sono determinati con accuratezza. Si applicano le leggi della meccanica classica.
Se invece m è molto piccolo, come nel caso dell’elettrone, Δx×Δv sarà molto grande. È quindi possibile conoscere con accuratezza o la precisione o la velocità. Si applicano le leggi della meccanica ondulatoria o quantistica. È possibile prevedere solo la probabilità di trovare un elettrone e non orbite o velocità.
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