Usikkerhetsprinsipp, også kalt Heisenberg usikkerhetsprinsipp eller ubestemmelsesprinsipp, uttalelse, artikulert (1927) av den tyske fysikeren Werner Heisenberg, om at posisjonen og hastigheten til et objekt ikke kan begge måles nøyaktig, samtidig, selv i teorien. Selve begrepene nøyaktig posisjon og nøyaktig hastighet sammen har faktisk ingen betydning i naturen.
Encyclopædia Britannica, Inc.Se alle videoene for denne artikkelen
Vanlig opplevelse gir ingen anelse om dette prinsippet. Det er lett å måle både posisjonen og hastigheten til for eksempel en bil, fordi usikkerheten som dette prinsippet innebærer for vanlige gjenstander er for liten til å bli observert. Den komplette regelen bestemmer at produktet av usikkerheten i posisjon og hastighet er lik eller større enn en liten fysisk størrelse, eller konstant (h / (4π), hvor h er Plancks konstant, eller omtrent 6,6 × 10−34 joule-sekund ). Bare for de svært små massene av atomer og subatomære partikler blir usikkerhetsproduktet betydelig.
Ethvert forsøk på å måle nøyaktig hastigheten til en subatomær partikkel, for eksempel et elektron, vil slå den om i en uforutsigbar måte, slik at en samtidig måling av posisjonen ikke har noen gyldighet. Dette resultatet har ingenting å gjøre med mangler i måleinstrumentene, teknikken eller observatøren; den oppstår ut fra den intime forbindelsen i naturen mellom partikler og bølger i subatomære dimensjoner.
© MinutePhysics (En Britannica Publishing Partner) Se alle videoene for denne artikkelen
sikkerhetsprinsippet oppstår fra bølge-partikkel dualiteten. Hver partikkel har en bølge assosiert med seg; hver partikkel viser faktisk bølgelignende oppførsel. Partikkelen er mest sannsynlig å bli funnet på de stedene der bølgene av bølgen er størst, eller mest intens. Jo mer intens bølgene til den assosierte bølgen blir, desto dårligere definerte blir bølgelengden, som igjen bestemmer partikkelens momentum. Så en strengt lokalisert bølge har en ubestemt bølgelengde; den tilknyttede partikkelen, selv om den har en bestemt posisjon, har ingen bestemt hastighet. En partikkelbølge med en veldefinert bølgelengde, derimot, er spredt ut; den tilknyttede partikkelen, selv om den har en ganske presis hastighet, kan være nesten hvor som helst. En ganske nøyaktig måling av den ene observerbare innebærer en relativt stor usikkerhet i målingen av den andre.
Usikkerhetsprinsippet uttrykkes alternativt i form av en partikkels momentum og posisjon. Momentet til en partikkel er lik produktet av massen sin ganger dens hastighet. Dermed er produktet av usikkerheten i momentum og posisjonen til en partikkel lik h / (4π) eller mer. Prinsippet gjelder andre beslektede (konjugerte) par observerbare, slik som energi og tid: produktet av usikkerheten i en energimåling og usikkerheten i tidsintervallet som målingen gjøres, tilsvarer også h / (4π) eller mer . Den samme relasjonen gjelder, for et ustabilt atom eller en kjerne, mellom usikkerheten i mengden energi som utstråles og usikkerheten i det ustabile systems levetid, ettersom det gjør en overgang til en mer stabil tilstand.