Onzekerheidsrelatie

We weten het volgende over de golfeigenschappen van het quantumdeeltje.

De golflengte zegt wat over de impuls

p = mv   EN   λ = h/p       met h de constante v. Planck

De amplitude zegt wat over de kans om het deeltje aan te treffen

Van een lopende golf is de amplitude overal even groot, de kans om een deeltje aan te treffen is overal even groot.

Lopende golf

Plaats wordt duidelijker wanneer je quantumgolven laat interfereren. Grote amplitude à Grotere kans om deeltje aan te treffen… Zie het plaatje hieronder. De oranje golf is de optelling van de groene en blauwe golf. Amplitude wordt groter.

Maar er zijn 2 golven gebruikt… Impuls (m.v) is nu onzeker geworden want er zijn 2 golven gebruikt. Je weet of het een of het ander. Je kan niet tegelijkertijd de plaats en de impuls (feitelijk dus ook snelheid) van een deeltje aangeven. Onzekerheidsrelatie geeft een verband tussen de zekerheid van de plaats en impuls.

Onzekerheidsrelatie
  • Met Δx de onzekerheid in de plaats in m
  • Met Δp de onzekerheid in de impuls in kg m s-1
  • Met h als de constante van Planck in Js

Voorbeeldvraag

Elektronen cirkelen steeds langzamer en komen steeds dichter bij de kern… Kan dit volgens de onzekerheidsrelatie?

Dit is niet mogelijk, zowel de plaats als de snelheid wordt dan steeds minder onzeker.

Volgens de onzekerheidsrelatie kun je beter uitgaan van een elektronenwolk… De wolk zegt wat over de kans en de impuls

Temperatuur, beweging, onzekerheidsrelatie

  • Hoe lager de temperatuur
  • Hoe minder ze bewegen, hoe kleiner de impuls
  • Maar hoe kleiner de impuls (minder onzekerheid over m.v) hoe groter de onzekerheid waar het deeltje zich moet bevinden
  • Het deeltje kan overal zijn…!!!
  • De deeltjes gedragen zich als een grote wolk….

Bij een lage temperatuur hebben deeltjes bijzondere eigenschappen:

  • Super geleiding: Bij een lage temperatuur bewegen de elektronen zonder weerstand door de geleider. Meissner effect.
  • Superfluïditeit: Bij een hele lage temperatuur bewegen heliumatomen zonder weerstand langs een oppervlak.
Enable Notifications    OK No thanks