양자역학1 : 냉장고를 여니... : 불확정성 원리
미르
2022-01-08 19:58
281
불확정성의 원리 : 위치와 운동량을 정확히 확정할 수 없다.
무엇을 확정할 수 없는가? 위치와 운동량
고전역학
- 아인슈타인 : 관찰이란 현상과 그것에 관련된 자연법칙을 알고 있을 때만 의미가 있으며
관찰할 수 있는 것이 무엇인지 결정하는 것이 이론이다.
즉, 이론을 적용하면 대상을 관찰해 낼 수 있어야 한다.
예) 속도 공식을 적용하면 대상이 어디 있는지 알아낼 수 있다.
미래와 과거를 예측할 수 있다.
과학은 많은 것들에 대해서 맞다라는 확신의 학문
ex) v=s/t, 실제 측정, 다 맞네?
고전역학은 다 실제 현상을 통해 식을 만듬, 그리고 식을 다른데 적용하면 들어 맞음
ex) 중력, 힘의 방정식, 케플러 타원 궤도 법칙 등
- 하이젠베르그 : 관찰 했더니 불확실하다는게 확실하다.
-> 아인슈타인의 말에서 영감을 얻은것이었는데 정작 아인슈타인은 '신은 주사위 놀이를 하지 않는다.' 라고 함
고전물리학 : 시간과 공간은 고정 불변, 물질도 존재
현대물리학의 아인슈타인 : 시간과 공간이 변형된다. 하지만 물질이 확실히 존재하지 않는다는건 너무간거 아니냐? 라고 자신의 파격은 인정하지만 양자역학의 파격은 인정 못함, 전형적인 내로남불
- 세상에서 쉬운 비유를 위해 아래 두가지로 설명하지만 본질은 2번에 가깝다.
- 빛의 파장과 관측 대상과의 관계를 통해 설명 (비유일뿐), 관측 도구(빛)로 인한 오차
전자의 위치나 운동량을 파악하기 위해 빛이나 다른 입자를 충돌시키므로 정확하게 측정할 수 없어 ‘측정 오차가 있다’라는 의미로 이해한다. 즉 무언가는 있는데 정확히 측정할 수 없다.
모든 과학은 실험으로 가설을 증명하지만 양자역학의 경우 불확정성 원리에 의해 실험이라는 관찰자가 등장하는 순간 결과가 변한다.
거시세계에서는 상관없지만 미시세계로 들어가면 아주 큰 영향이기 때문이다.
Ex) 온도를 측정하기 위해 온도계를 물에 넣으면 그 온도계로 인해 원래 측정하려는 온도가 변하게 된다.
즉 기존은 오차범위 안쪽이기에 문제가 없었다.
2. 관측 도구가 없어도 그렇게 존재한다. 본질은 존재를 규정할 수 없다.
하이젠베르그는 수학을 좋아하는 아이였다. (이론 물리학)
이론을 만들어 놓고 현실을 끼워다 맞춘다.
ex) 피타고라스 방정식 , 무리수의 발견
물리적인 것을 다 수학으로 바꾸었는데 불확정성 원리의 수식이 나옴, 왜 그런지 모름
그것에 대한 해석, 그리고 다른 곳에서 물리학자들이 하던 실험 관찰과 연대적으로 맞아 떨어짐
σxσp≥ℏ/2
여기서
σx: 관측하고자 하는 대상의 위치 x의 표준편차
σp: 관측하고자 하는 대상의 운동량 p의 표준편차
ℏ: 디랙 상수. 플랑크 상수 h에 대해 h/πh와 등가
σp≥ℏ/2σx 혹은 σx≥ℏ2/σp이므로 둘 중 어느 하나의 표준편차가 0으로 수렴한다는 것은 곧 다른 표준편차가 무한대로 발산한다는 것을 의미
운동량 : p = mv
위치 : x = v/t
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상보성 원리 발제입니다.
저는 내일 저녁에 일이 있어서 수업을 쉬어갈게요. 죄송함다^^
으흐흐 빠질 순 있지만, 쉬어갈 순 없답니다. 녹화영상 보내드릴게요^^ ㅎㅎ
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