Heisenbergs usikkerhetsrelasjon er prinsippet om at det er en grense for hvor nøyaktig man kan måle atomære størrelser. Dette prinsippet ble først formulert av Werner Heisenberg i 1927.
Beskrivelse
Werner Heisenberg fikk Nobelprisen i fysikk i 1932 for sine grunnleggende arbeider i kvantemekanikk og for de anvendelser disse arbeidene ledet til.
Werner Heisenberg av Bundesarchiv_Bild183-R57262. CC BY SA 3.0
Mer eksakt sier usikkerhetsrelasjonen at det i kvantemekanikken finnes bestemte par av fysiske størrelser, såkalt komplementære størrelser, og at to komplementære størrelser aldri kan bestemmes helt nøyaktig samtidig i samme eksperiment.
Eksempel
Et eksempel på komplementære størrelser er en partikkels posisjon, x, og dens bevegelsesmengde, p. Av usikkerhetsrelasjonen følger det at usikkerheten i en stedsbestemmelse, Δx, og usikkerheten i en samtidig bestemmelse av bevegelsesmengde, Δp, alltid må være større enn ℏ/2.
Mer presist er usikkerhetene Δx og Δp standardavvikene for disse størrelsene.
Betydning
Siden ℏ er en meget liten størrelse (ℏ = 1,054·10–34 joule · sekund), spiller usikkerhetsrelasjonen ingen rolle ved praktiske målinger i dagliglivet, men kan observeres ved undersøkelser innen atom- og kjernefysikken.
Selv om Heisenbergs usikkerhetsrelasjon uttaler seg om usikkerhet i måleobservasjoner, har den ingenting å gjøre med at observasjonene eller instrumentene ikke er nøyaktige nok. Ifølge kvantemekanikken er relasjonen en konsekvens av eller et uttrykk for grunnleggende prinsipper i naturen. Den setter derfor også en grense for den menneskelige erkjennelse av naturen.
Denne antagelsen, som blant andre Niels Bohr var talsmann for og trakk filosofiske konsekvenser av, har vært dratt i tvil både av en del av hans samtidige, blant andre Albert Einstein, og av senere fysikere, men ingen av dem har klart å motbevise antagelsen.
Kommentarer
14. desember 2017 skrev Karen Auestad
Fra artikkelen: «Produktet av måleusikkerheten i de to størrelsene kan aldri bli mindre enn ℏ (Plancks konstant, h, dividert med 2π).»
Fra Rom Stoff Tid 2 (fysikk2 bok): «I kvantemekanikken er det en nedre grense for produktet av usikkerhetene når vi skal bestemme posisjon og bevegelsesmengde samtidig: delta x*delta p er større eller lik h/(4*pi)
og energi og tid samtidig: delta t*delta E er større eller lik h/(4*pi)»
29. desember 2017 skrev Jan-Petter Hansen
Takk for denne tilbakemelding. Jeg har lagt inn faktoren 1/2 som jeg glemte.
Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?
Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.
Du må være logget inn for å kommentere.