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5.10: Principio de incertidumbre de Heisenberg

  • Page ID
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    Medición láser de distancia de la Tierra a la Luna
    Figura\(\PageIndex{1}\) (Crédito: Cortesía de NASA/Goddard Space Flight Center; Fuente: Flickr, Nasa Goddard (opens in new window) [www.flickr.com]; Licencia: CC by 2.0 (opens in new window))

    Los láseres tienen numerosas aplicaciones fuera del laboratorio de física. Estos dispositivos se pueden emplear para medir distancias con precisión, y muchos instrumentos comerciales se utilizan en la construcción para colocar un sitio de construcción. Cuando el haz de luz golpea un objeto sólido, se refleja hacia atrás y el dispositivo determina qué tan lejos está el objeto. Existe una diferencia tan significativa entre la masa del haz de luz (fotones) y la masa del objeto, que el haz no perturbe al objeto en absoluto. Una medida de interés históricamente significativa fue el uso de un láser para medir la distancia desde la Tierra hasta la luna. El impacto de los fotones del láser en la luna no tuvo ningún efecto en la órbita de la luna.

    Principio de incertidumbre de Heisenberg

    Otra característica que es exclusiva de la mecánica cuántica es el principio de incertidumbre. El Principio de Incertidumbre de Heisenberg establece que es imposible determinar simultáneamente tanto la posición como la velocidad de una partícula. La detección de un electrón, por ejemplo, se haría por medio de su interacción con fotones de luz. Dado que los fotones y los electrones tienen casi la misma energía, cualquier intento de localizar un electrón con un fotón derribará al electrón de curso, resultando en incertidumbre sobre dónde se encuentra el electrón (ver abajo). No tenemos que preocuparnos por el principio de incertidumbre con grandes objetos cotidianos por su masa. Si buscas algo con linterna, los fotones que vienen de la linterna no van a hacer que se mueva lo que buscas. Sin embargo, este no es el caso de las partículas de tamaño atómico, y ha llevado a los científicos a una nueva comprensión sobre cómo imaginar la ubicación de los electrones dentro de los átomos.

    Figura\(\PageIndex{2}\): Principio de incertidumbre de Heisenberg: La observación de un electrón con un microscopio requiere la reflexión de un fotón fuera del electrón. Este fotón reflejado provoca un cambio en la trayectoria del electrón. (Crédito: Christopher Auyeung; Fuente: Fundación CK-12; Licencia: CC BY-NC 3.0 (opens in new window))

    Resumen

    • El principio de incertidumbre de Heisenberg explica por qué no podemos determinar simultáneamente tanto la velocidad precisa como la posición de una partícula.
    • Este principio sólo es aplicable a nivel atómico.

    Revisar

    1. ¿Por qué el principio de incertidumbre de Heisenberg es cierto a nivel atómico?
    2. ¿El principio es válido a nivel macroscópico?

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