Indeterminazione heisenberg
Salve, sto preparando la tesina della maturità sulla crisi delle certezze scientifiche approfondendo l'indeterminazione heisenberghiana. Sebbene sia difficile sto preparandomi per un discorso base anche perchè dubito che qualche prof sappia cosa sia questa roba. Ho visto molte cose anche il discorso delle grandezze coniugate e la dimostrazione della formula (anche se non so cosa sono i commutatori, però non credo me lo chiedano). La sto impostando per lo più dal punto di vista filosofico anche se devo entrare necessariamente in campo fisico. Ora giungo alla domanda: leggendo su wikipedia sta scritto che anche se studio due sistemi parallelamente però uguali vale comunque il principio, quindi non posso fare il furbo diminuendo prima l'incertezza su una grandezza e poi sull'altra. Ora è questo che non capisco : come fanno questi due sistemi separati ad essere contemporaneamente perturbati?. Ho letto qualcosa che parlava della rottura della funzione d'onda ma non ho le conoscenze per capirla. Qualcuno può spiegarmela in maniera accessibile ad un liceale?
Risposte
Invece io sono convinto al 100% che il professore di Fisica/Matematice, e quello di Chimica/Scienze della Terra siano ben consapevoli, anche nel dettaglio del principio di indeterminazione di Heisenberg.
Onestamente, a livello liceale, non puoi andare più a fondo di una descrizione nozionistica e qualitativa del principio. Puoi fare un collegamento con la chimica e puoi interpretare i grafici del quadrato della funzione d'onda dei vari orbitali, che rappresentano la densità di probabilità di presenza dell'elettrone in funzione della distanza dal nucleo, soffermandoti dul dignificato degli zeri di queste funzioni, e quindi sui piano nodali. Ma anche qui, volendo dare una descrizione più approfondita, andresti comunque a ricadere sulle equazioni differenziali, che immagino non siano nel tuo programma.
Ciò che potrebbe essere interessante è l'esempio concettuale della "particella nella scatola", su internet trovi tantissimo materiale, ed è l'esempio più semplice di funzione d'onda vera e propria.
Il non riuscire a determinare contemporaneamente la quantità di moto della particella e la sua posizione, non è un limite tecnologico, non potrà mai esistere uno strumento che possa colamre questo limite.
è come il principio secondo il quale la velocità della luce non possa essere superata. Non importa quanto potente sia l'acceleratore, ne quale tecnologia venga impiegata, è un limite imposto dalla nautra, se così vogliamo dire. C'è chi direbbe che è imposto da Dio, chi direbbe che è imposto dal caso, ma il risultato finale è sempre quello. (ovviamente parlando con le conoscenze e con le teorie che ci sono oggi, nessuno vieta che una nuova teoria possa superare questi limiti).
Ora arriviamo alla tua domanda, e spero di rispondere bene, premettendo che sono uno studente di Ingegneria e non di Fisica.
Consideriamo due sistemi identici $S$ e $R$. Nel sistema $S$ conosci la posizione della particella, ma non la sua quantità di moto, nel sistema $R$ invece, conosci la quantità di moto, ma hai un'incertezza grandissima sulla posizione. La tua "soluzione" sarebbe quella di prendere la posizione da $S$, e la quantità di moto da $R$, per dare una descrizione completa del moto della particella. Ma chi ti assicura che la particella in $R$ sia proprio nella stessa posizione di quella in $S$? Anzi vista la grande incertezza che hai ti è impossibilie affermare che le due particelle si trovano nella stessa posizione.
Onestamente, a livello liceale, non puoi andare più a fondo di una descrizione nozionistica e qualitativa del principio. Puoi fare un collegamento con la chimica e puoi interpretare i grafici del quadrato della funzione d'onda dei vari orbitali, che rappresentano la densità di probabilità di presenza dell'elettrone in funzione della distanza dal nucleo, soffermandoti dul dignificato degli zeri di queste funzioni, e quindi sui piano nodali. Ma anche qui, volendo dare una descrizione più approfondita, andresti comunque a ricadere sulle equazioni differenziali, che immagino non siano nel tuo programma.
Ciò che potrebbe essere interessante è l'esempio concettuale della "particella nella scatola", su internet trovi tantissimo materiale, ed è l'esempio più semplice di funzione d'onda vera e propria.
Il non riuscire a determinare contemporaneamente la quantità di moto della particella e la sua posizione, non è un limite tecnologico, non potrà mai esistere uno strumento che possa colamre questo limite.
è come il principio secondo il quale la velocità della luce non possa essere superata. Non importa quanto potente sia l'acceleratore, ne quale tecnologia venga impiegata, è un limite imposto dalla nautra, se così vogliamo dire. C'è chi direbbe che è imposto da Dio, chi direbbe che è imposto dal caso, ma il risultato finale è sempre quello. (ovviamente parlando con le conoscenze e con le teorie che ci sono oggi, nessuno vieta che una nuova teoria possa superare questi limiti).
Ora arriviamo alla tua domanda, e spero di rispondere bene, premettendo che sono uno studente di Ingegneria e non di Fisica.
Consideriamo due sistemi identici $S$ e $R$. Nel sistema $S$ conosci la posizione della particella, ma non la sua quantità di moto, nel sistema $R$ invece, conosci la quantità di moto, ma hai un'incertezza grandissima sulla posizione. La tua "soluzione" sarebbe quella di prendere la posizione da $S$, e la quantità di moto da $R$, per dare una descrizione completa del moto della particella. Ma chi ti assicura che la particella in $R$ sia proprio nella stessa posizione di quella in $S$? Anzi vista la grande incertezza che hai ti è impossibilie affermare che le due particelle si trovano nella stessa posizione.
L'anno scorso l'ho fatto in chimica ma onestamente il prof non è che lo sapesse spiegare proprio bene, però da solo l'ho capito con l'esempio della pallina illuminata e del fascio di fotoni che invece devierebbe l'elettrone. Quello di matematica e fisica è un ingegnere e quindi non era previsto nel suo corso di laurea un qualcosa del genere, quindi non può darmi molto aiuto. Comunque ti ringrazio per l'esempio, era proprio quello che cercavo
In alcuni corsi di ingegneria, come quello al quale sono iscritto io, ci sono corsi di meccanica quantistica, e fisica dello stato solido. Ma comunque a parte questo, anche se fosse un fisico, non scenderebbe nei detteagli, perchè sono fenomeni spiegabili con strumenti matematici che non conosci (Sempre che tu non l'abbia fatto da autodidatta).
Mhhhh non l'ho fatto da autodidatta anche perchè è tantissimo e dovrei trascurare tutte le altre materie 
Ovviamente non mi riferivo alla normalità, ma a quelle eccezioni di ragazzi davvero appasionati e capaci che riescono a fare questo oltre al normale studio.
Comunque cerca di dare una buona descrizione qualitativa, senza incartarti troppo con formule matematiche, perchè non ne esci!
Comunque cerca di dare una buona descrizione qualitativa, senza incartarti troppo con formule matematiche, perchè non ne esci!
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