infist

บทที่ 19 · ฟิสิกส์อะตอมและควอนตัมฟิสิกส์

Problem 19.82 Challenge

หัวข้อ: หลักความไม่แน่นอน (The Uncertainty Principle)

ลูกกระสุนปืนมวล 1.00 g เคลื่อนที่ผ่านลำกล้องเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.00 mm ด้วย ความเร็วขนาด 100 m/s ผู้สังเกตจะต้องอยู่ห่างจากปืนกระบอกนี้เป็นระยะเท่าใด จึงจะสังเกตเห็นกระสุนปืนเคลื่อนที่ออกจากแนวเดิมเป็นระยะ 1.00 cm?
คำตอบ
\(x \approx 3.79\times 10^{28} m \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ

พิจารณาที่ปากกระบอกปืน จาก \(ΔyΔp_{y}\ge \frac{\hbar}{2}\)

\(\Delta p_{y}=\frac{\hbar}{2\Delta y}\)

พิจารณาที่ระยะที่กระสุนปืนเบนออกมา \(D = 1.00 cm\)

จาก \(D = v_{y}\Delta t = v_{y}(\frac{x}{v_{x}}) = mv_{y}(\frac{x}{mv_{x}}) = p_{y}\frac{x}{p_{x}}\)

จะได้ \(D \approx Δp_{y}\frac{x}{p_{x}}\)

\(D \approx (\frac{\hbar}{2\Delta y})\frac{x}{p_{x}}\)

\(x \approx \frac{2D\Delta yp_{x}}{\hbar}\)

\(x \approx \frac{2D\Delta ymv_{x}}{\hbar}\)

\(x \approx \frac{2(1.00 cm)(2.00 mm)(1.00 g)(100 m/s)}{\hbar}\)

\(x \approx 3.79\times 10^{28} m \;\blacksquare\)

เพิ่มเติม : ระยะ x ที่คำนวณได้ \((3.79\times 10^{28} m)\) มีขนาดไกลกว่าระยะไกลสุดที่เรา

สังเกตได้ในจักรวาล \((2.00\times 10^{26} m)\) จึงสรุปได้ว่าเราไม่สามารถสังเกต

ปรากฏการณ์ตามปัญหาข้อนี้ได้

โจทย์อื่นในหัวข้อ หลักความไม่แน่นอน (The Uncertainty Principle)
19.77 19.78 19.79 19.80 19.81