O Princípio da Incerteza, formulado em 1919
pelo cientista alemão Werner Heisenberg,
estabelece que não é possível ter simultaneamente a certeza da posição e da
velocidade de uma partícula e
que, quanto maior for a precisão com que se conhece uma delas, menor será a
precisão com que se pode conhecer a outra. É este o princípio que está na base
da mecânica quântica.
A forma mais óbvia de conseguir medir com
precisão a posição e velocidade de uma partícula seria
fazer incidir luz sobre
a mesma - algumas das ondas luminosas seriam dispersadas pela partícula,
o que indicaria a sua posição. Contudo, não seria possível determinar a posição
da partícula com
maior precisão do que a amplitude das cristas das ondas luminosas pelo que é
necessário utilizar uma onda muito curta para medir a posição da partícula.
Heisenberg mostrou
ainda que a incerteza quanto à posição da partícula a
multiplicar pela incerteza da sua velocidade e pela massa da partícula nunca
pode ser inferior à determinada quantidade, a qual é conhecida como a constante de Planck.
A razão dessa incerteza não é um problema do aparato utilizado nas
medidas das grandezas físicas, mas sim a própria natureza da matéria e da luz.
Para que possamos medir a posição de um elétron, por exemplo, precisamos vê-lo e, para isso, temos que iluminá-lo (princípio básico da óptica geométrica). Além disso, a medida será mais precisa quanto menor for o comprimento de onda da luz utilizada. Nesse caso, a física quântica diz que a luz é formada por partículas (fótons), que têm energia proporcional à frequência dessa luz. Portanto, para medir a posição de um elétron precisamos incidir sobre ele um fóton bastante energético, já que quanto maior for a frequência, menor é o comprimento de onda do fóton. No entanto, para iluminar o elétron, o fóton tem que se chocar com ele, e esse processo transfere energia ao elétron, o que modificará sua velocidade, tornando impossível determinar seu momento com precisão.
Esse princípio proposto por Heisenberg se aplica somente ao mundo subatômico, uma vez que a energia do fóton transferida para um corpo macroscópico não seria capaz de alterar sua posição.
Para que possamos medir a posição de um elétron, por exemplo, precisamos vê-lo e, para isso, temos que iluminá-lo (princípio básico da óptica geométrica). Além disso, a medida será mais precisa quanto menor for o comprimento de onda da luz utilizada. Nesse caso, a física quântica diz que a luz é formada por partículas (fótons), que têm energia proporcional à frequência dessa luz. Portanto, para medir a posição de um elétron precisamos incidir sobre ele um fóton bastante energético, já que quanto maior for a frequência, menor é o comprimento de onda do fóton. No entanto, para iluminar o elétron, o fóton tem que se chocar com ele, e esse processo transfere energia ao elétron, o que modificará sua velocidade, tornando impossível determinar seu momento com precisão.
Esse princípio proposto por Heisenberg se aplica somente ao mundo subatômico, uma vez que a energia do fóton transferida para um corpo macroscópico não seria capaz de alterar sua posição.
Pode-se concluir, então, que uma das características mais incríveis apresentadas
no Princípio da Incerteza é a quantização numérica da incerteza.
A relação da teoria é dada por:
Outra importante característica do Principio da Incerteza é a medida da energia de um corpo.
Vídeos para demonstração do Princípio da Incerteza:
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