Kafedra: Mühəndis Fizikası və Elektronika Fənnin adı: Fizika 2 slayd fakültə

Heyzenberqin qeyri-müəyyənlik prinsipi

Mikrohissəciklərin halını xarakterizə etmək məqsədi ilə həm zərrəcik, həm dalğa təsəvvürlərindən istifadə etmək lazım gəldiyi üçün, mikrohissəciklərə klassik fizika təsəvvürlərinin tətbiqi hüdudlarını bilmək lazımdır.

Klassik fizikamda istənilən hissəcik müəyyən trayektoriya üzrə hərəkət edir, belə ki, istənilən anda onun koordinatı və impulsu dəqiq məlum olur.

Mikrohissəcik dalğa xassəsinə malik olduğu üçün, o artıq klassik hissəcikdən kəskin fərqlənir – indi, mikrohissəciyin trayektoriyası olmadığı üçün onun koordinatının və impulsunun eyni vaxtda, müəyyən qiyməti haqqında danışmaq mümkün deyil. Çünki, verilmiş «nöqtədə dalğa uzunluğu» anlayışı fiziki mənaya malik deyil. Hissəciyin impulsu dalğa uzunluğu ilə ifadə olunduğu üçün, onda müəyyən impulsa malik hissəcik, tamamilə qeyri-müəyyən koordinata malik olar və ya əksinə, əgər hissəciyin koordinatı tam müəyyən olarsa, onda onun impulsu tam qeyri-müəyyən olar.

Alman alimi Heyzenberq hissəciyin dalğa xassəsinə malik olduğunu və ona görə də onun halına müəyyən məhdudiyyət qoyulduğunu nəzərə alaraq göstərdi ki, mikroaləmdə hissəciyin eyni vaxtda və eyni dəqiqliklə impulsunu və koordinatını təyin etmək mümkün deyil. Buna Heyzenberqin qeyri-müəyyənlik prinsipi deyilir. Bu prinsipə görə mikrohissəcik eyni vaxtda müəyyən koordinata (x, y, z) və impulsun, uyğun, müəyyən proyeksiyalarına (px, py, pz) malik ola bilməz. Onda bu kəmiyyətlərin qiymətlərindəki qeyri-müəyyənlik aşağıdakı şərtləri ödəyir:

Bu o, deməkdir ki, koordinat və ona uyğun impulsun proyeksiyasının qeyri-müəyyənliyi h-dan (Plank sabitindən) kiçik ola bilməz. Qeyri – müəyyənlik münasibətlərindən göründüyü kimi, əgər hissəcik elə halda olsa ki, onun koordinatı tam dəqiq məlumdur (x = 0) , onda onun impulsu tam qeyri-müəyyən olar (px ) və ya əksinə.

Deməli, mikrohissəciyin elə bir halı yoxdur ki, onun koordinatı və impulsu dəqiq qiymətə malik olsun. Buradan alınır ki, hissəciyin eyni vaxtda impulsunu və koordinatını dəqiq ölçmək də mümkün deyil. Bu, qeyri-müəyyənlik münasibətləri, eyni zamanda mikrohissəciyə həm zərrəcik kimi (impulsu və koordinatı olan), həm də dalğa kimi (müəyyən dalğa uzunluğu olan) baxılmağın nəticəsində alınıb. Klassik mexanikada isə impulsu və koordinatı istənilən dəqiqliklə təyin etmək mümkün olurdu. Ona görə də, qeyri-müəyyənlik münasibətləri, klassik mexanikanın mikrohissəciklərə tətbiq olunma hüdudlarını göstərir.

Qeyri-müəyyənlik münasibətləri eyni zamanda klassik fizikanın mikrohis­sə­ciklərə hansı dərəcədə tətbiq oluna biləcəyini də qiymətləndirməyə imkan verir. Məsələn, mikrohissəciyə trayektoriya anlayışının nə vaxt tətbiq etməyin mümkünlüyünə baxaq. Məlumdur ki, trayektoriya üzrə hərəkət zamanı koordinat və sürət tam müəyyən qiymətlərlə xarakterizə edilirlər. Qeyri – müəyyənlik münasibətlərindən birincisinin ifadəsini aşağıdakı kimi yazaq:

Bu ifadədən göründüyü kimi, hissəciyin kütləsi böyük olduqca onun koordinatının və sürətinin qeyri-müəyyənliyi də kiçik olur. Deməli, bu halda böyük ehtimalla böyük kütləli hissəciyə trayektoriya anlayışını tətbiq etmək olar.

Kvant nəzəriyyəsində enerji və zamanın da qeyri-müəyyənlik münasibətindən istifadə edilir. Bu kəmiyyətlərin qiymətlərindəki qeyri-müəyyənlik aşağıdakı şərti ödəyir: