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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO À DOCÊNCIA
SUBPROJETO FÍSICA
MOSTRA DE EQUAÇÕES
Felipe Junior & José Pedro da S. Júnior
(Licenciandos em física / Bolsistas do Pibid)
Princípio da incerteza de Heisenberg
Werner Heisenberg (1901 – 1976)
http://www.brasilescola.com/fisica/principio-incerteza.htm
Em 1927 o físico alemão Werner Karl Heisenberg,
impôs restrições a precisão das medidas simultâneas
de posição e momentum linear de uma partícula.
De acordo com Heisenberg a precisão está limitada na
seguinte condição:
O produto da incerteza na posição de uma
partícula em uma coordenada pela incerteza no
momentum linear correspondente da partícula, não
pode ser inferior à ordem de grandeza da constante
de Planck normalizada.
Até o começo de 1920 os conceitos de mecânica
quântica só poderiam ser explicados com os
conhecimentos em física clássica, ou seja, tudo está
num local específico e num momento determinado.
Porém o jovem Heisenberg resolveu abandonar as
tentativas de produzir teorias que explicavam
fenômenos atômicos a partir da física clássica. Suas
idéias foram trabalhadas, quando Heisenberg
reelaborou as descrições de Bohr sobre o momentum
do elétron e sua posição, em termos matemáticos. Ele
não contou a Bohr sobre suas intenções. Publicou um
artigo no qual mostra que não houve êxito em associar
os elétrons a um ponto no espaço. O artigo também
mostrava como compilar tabelas de amplitude e
frequências associadas a transições entre estados,
denominadas de quantidades quântico-teóricas e uma
nova forma de calcular estas matrizes onde a matriz p
estava associada ao momentum e a matriz q esta va
associada à posição.
Porém esta nova forma não seguia a propriedade
comutativa. Decepcionado com este cálculo Heisenberg o
eliminou. Ao terminar de escrever o artigo, Heisenberg
entregou uma cópia ao físico alemão Max Born. Ao rever a
matemática Born não sabia explicar porque as matrizes não
eram comutáveis, mas percebeu que a diferença entre pq e
qp parecia ser proporcional a constante de Planck:
,
onde I é a matriz identidade.
Tempos depois Heisenberg chegou a uma conclusão
sobre o porquê existiam estas descontinuidades no mundo
quântico. Imaginemos que possamos ver um elétron, onde
este está num ponto especifico em uma região, mas para que
possamos vê-lo é necessário que haja luz, a luz é uma onda
eletromagnética, ou seja, formada por partículas chamadas de
fótons, a energia do fóton depende da frequência da onda
eletromagnética, quanto maior a frequência maior a energia do
fóton. Sendo assim para iluminar o elétron é necessário incidir
fótons sobre ele, com isso haverá colisões, transferindo
momentum do fóton para o elétron, modificando sua
velocidade, tornando impossível medir seu momentum com
precisão. Portanto, quanto mais precisa for a determinação da
posição, menos precisa será a determinação do momentum e
vice-versa.
O principio da incerteza é mais uma forma de mostrar
que física não é uma ciência exata, mas sim uma ciência
natural.
Orientador: Prof. Ciclamio L. Barreto – Depto. de física / UFRN
http://physicsact.wordpress.com/