Osäkerhetsprincip, även kallad Heisenbergs osäkerhetsprincip eller obestämbarhetsprincip, uttalande, formulerad (1927) av den tyska fysikern Werner Heisenberg, att ett objekts position och hastighet inte kan båda mäts exakt, samtidigt, även i teorin. Själva begreppen exakt position och exakt hastighet tillsammans har faktiskt ingen betydelse i naturen.
Encyclopædia Britannica, Inc. Se alla videor för den här artikeln
Vanlig upplevelse ger ingen aning om denna princip. Det är lätt att mäta både positionen och hastigheten på, till exempel, en bil, eftersom de osäkerheter som denna princip innebär för vanliga föremål är för små för att observeras. Den fullständiga regeln anger att produkten av osäkerheterna i läge och hastighet är lika med eller större än en liten fysisk kvantitet, eller konstant (h / (4π), där h är Plancks konstant, eller cirka 6,6 × 10−34 joule-sekund ). Endast för de ytterst små massorna av atomer och subatomära partiklar blir produkten av osäkerheterna betydande.
Varje försök att mäta exakt hastigheten på en subatomär partikel, såsom en elektron, kommer att slå den om i en oförutsägbart sätt, så att en samtidig mätning av dess position inte har någon giltighet. Detta resultat har ingenting att göra med brister i mätinstrumenten, tekniken eller observatören; den uppstår ur den intima förbindelsen i naturen mellan partiklar och vågor inom subatomära dimensioner.
© MinutePhysics (En Britannica Publishing Partner) Se alla videor för den här artikeln
säkerhetsprincipen härrör från vågpartikel dualiteten. Varje partikel har en våg associerad med sig; varje partikel uppvisar faktiskt våglikt beteende. Det är troligt att partikeln finns på de platser där vågens böljningar är störst eller mest intensiv. Ju mer intensiv vågorna för den associerade vågen blir, desto mer otydlig blir våglängden, vilket i sin tur bestämmer partikelns momentum. Så en strikt lokaliserad våg har en obestämd våglängd; dess tillhörande partikel har viss viss position ingen viss hastighet. En partikelvåg med en väldefinierad våglängd är å andra sidan utspridd; den tillhörande partikeln, även om den har en ganska exakt hastighet, kan vara nästan var som helst. En ganska noggrann mätning av det ena observerbara innebär en relativt stor osäkerhet i mätningen av den andra.
Osäkerhetsprincipen uttrycks alternativt i termer av partikelns momentum och position. Partikelns momentum är lika med produkten av dess massa gånger dess hastighet. Sålunda är produkten av osäkerheterna i momentum och positionen för en partikel lika med h / (4π) eller mer. Principen gäller andra relaterade (konjugerade) observerbara par, såsom energi och tid: produkten av osäkerheten i en energimätning och osäkerheten i tidsintervallet under vilket mätningen görs är också lika med h / (4π) eller mer . Samma förhållande gäller, för en instabil atom eller kärna, mellan osäkerheten i den utstrålade energimängden och osäkerheten under det instabila systemets livstid eftersom det gör en övergång till ett mer stabilt tillstånd.