Ошибка В.Гейзенберга

Понятия классической физики не всегда можно применять к микрочасти-цам, обладающим волновыми свойствами. Поведение микрочастиц показывает, что существует предел точности, с которой переменные могут быть измерены. В квантовой физике невозможно указать точные значения координат и одно-временно импульса. На это обратил внимание в 1927 г. немецкий физик В.Гейзенберг.
Частицы с координатами х, у и z, которые могут быть измерены с неопре-деленностями Δх, Δу, Δz (среднеквадратичных отклонений ), связаны с одновременным измерением неопределенностей Δрх, Δру и Δрz в проекциях рх, ру и рz соотношениями Гейзенберга
(1)
Рассматривается также соотношение неопределенностей для энергии Е и времени t
(2)
За время Δt энергию квантовой системы можно определить с точностью, не превышающей ΔЕ.
Физическая размерность ħ равна (энергия)х(время), (импульс)х(длина), (момент импульса). Постоянная Планка является квантом действия. Описание движения систем макромира, имеющих размерность действия, можно прово-дить в рамках классической физики.
Нелинейная квантовая физика основана на зависимости [1], [2]
(3)
Здесь физическая размерность равна (энергия)х(время в квадрате), (ис-пульс)х(длина)х(время), (момент импульса)х(время). В этом случае постоянная (при фиксированной температуре) является квантом двойного действия.
(4)
где k – постоянная Больцмана, b – постоянная Вина, Т – абсолютная тем-пература в кельвинах.
В нашем случае соотношения неопределенностей примут вид
(5)
и (6)
Соотношения (5), (6) имеют принципиальные отличия от соотношений (1), (2). Если в (1) микрочастица находится в состоянии с точным значением координаты (Δx=0), то проекция ее импульса является неопределенной (Δрх→∞). В (5) проекция импульса и координата могут иметь точные значения (Δх=0 и Δрх=0), но в этом случае время является неопределенным (Δt→∞). Из (1) вытекает невозможность одновременно с любой заданной точностью изме-рить координату и импульс микрообъекта, а соотношение (5) допускает такую возможность. Но во всех случаях соотношение неопределенностей является квантовым ограничением применимости классической физики к микрообъек-там.
Современная линейная квантовая физика приходит к выводу, что для описания движения электрона в атоме нельзя пользоваться законами классиче-ской физики. Действительно, это следует из соотношения
(7)
Неопределенность координаты электрона Δх≈10-11м (электрон принадле-жит атому водорода). Согласно (7), Δυх=1,05457∙10-34/(9,09∙10-31∙10-11∙2)=5,8∙106м/с. Движению электрона вокруг ядра по круговой орбите (R≈0,5∙10-10м) его скорость ≈2,3∙106м/с. Неопределенность скорости Δυх боль-ше самой скорости и нельзя говорить о движении электрона по определенной траектории.
Согласно нелинейной квантовой физике, вместо (7) будем иметь
, (8)
где Δt – время жизни в возбужденном состоянии системы (атома водорода). Δt≈10-8c. ≈10-49Дж∙с2 (для Т=293К). Неопределенность здесь Δυx≈3 м/с. Это означает, что в нашем случае неопределенность скорости очень мала и вполне можно говорить о движении электрона (в атоме водорода) по опреде-ленной траектории…
С увеличением температуры уменьшается и границы применимости классической физики раздвигаются.

Литература 1. Смирнов О.Г. Ошибка (?) М.Планка. «Актуальные проблемы совре-менной науки» № 4, 2009. М. Изд. «Компания Спутник+». 2. Смирнов О.Г. Вселенная, физика и «глобальная энергия». 2-е изд., доп. М.Изд. «Спутник+», 2009.

Отзывы и комментарии