V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Je-li však těleso mikroskopických rozměrů hmotnosti, náraz každého
fotonu může znatelně ovlivnit jeho polohu rychlost, tím více, čím přesněji snažíme
polohu stanovit: pro přesnější lokalizaci polohy částečky musí být vlnová délka ozařujícího vlnění
dostatečně krátká *), tj.cz/JadRadFyzika. Pokud pozorované těleso makroskopickou velikost hmotnost, dopadající odražené
fotony světla nijak znatelně neovlivní polohu tělesa základní předpoklad "nezúčastněného
pozorovatele" splněn. Nevyhnutelným
důsledkem takového procesu to, kolize změní stav sledované částice odchýlí ji, změní její rychlost,
popř.
Nejjednodušší způsob, jak zkoumat polohu nějakého objektu, jeho vizuální pozorování: ozáříme
pozorovaný předmět světlem (pokud sám není zdrojem světla) naše oči registrují odražené fotony
světla. může záležet pořadí. Zkušení elektronikové však vědí, při měření extrémně slabých
elektrických signálů (jichž účastní třebas jen několik elektronů) uplatňují neodstranitelné šumy fluktuace,
přičemž všechny korekční metody zde již selhávají.
Abychom tedy mohli "pozorovat" měřit nějakou mikročástici, musíme nechat odrazit
nějakou další částici kvantum záření pozorovat výsledek tohoto odrazu. Další fyzikální veličiny energie a
moment hybnosti budou diskutovány níže.
Operace (procesy) pozorování nebo měření tedy ovlivňují fyzikální systém (narušují jeho
evoluci), přičemž pro malé systémy **) toto narušení značné, principiální charakter nelze jej
nijak eliminovat zkorigovat; žádnou zdokonalenou metodou vlastní podstatě věci
samotné! Kvantová mechanika zabývá právě chováním takových systémů procesy měření
jejich fyzikálních veličin. Relace neurčitosti.2008 12:13:16]
.RNDr.
**)V mikrosvětě pojem "malý" ztrácí svůj obvyklý relativní charakter stává objektivním absolutním
atributem, určujícím kvantové chování daného systému. mikroskopu vč.
V mikrosvětě záleží pořadí úkonů při měření; např.
Planckova konstanta zde dostala proto, aby platil vztah mezi hybností částice odpovídající
frekvencí Broglieovy vlny korpuskulárně-vlnovém dualismu. operátorů. Tento rozdíl přitom není obecně roven nule jako klasické fyzice, neboť
každé pozorování (měření) mikrosvětě může vyvolat poruchu systému tím ovlivnit výsledek
http://astronuklfyzika.
Operace pozorování měření kvantové mechanice modelují pomocí tzv. Pro dva operátory definuje tzv.
*) Zde již nebudeme pozorovat přímo očima, ale prostřednictvím přístroje (např. rozdíl aplikace operátoru pak ^B, minus tytéž operátory aplikované v
opačném pořadí.
Operátory.
mikroskopu elektronového), přičemž pro pozorování velmi malých rozměrů třeba použít záření patřičně
krátké efektivní vlnové délce. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika
který měřenou hodnotu prakticky neovlivní, nebo když nejde, můžeme při znalosti impedancí obvodu voltmetru
provést přesnou korekci změny napětí.
Čím přesněji změříme polohu, tím méně přesně známe hybnost částice naopak.10. energie hybnost kvant patřičně vyšší citelnější narušení
pozorovaného systému (polohy rychlosti částečky). vnitřní strukturu. tom, zda změříme nejprve polohu částice
(tím narušíme hybnost) pak teprve hybnost, nebo naopak (změřením hybnosti nejprve narušíme polohu). Každé
fyzikální veličině kvantové mechanice přiřazen operátor A^, který splňuje určité
matematické podmínky (je lineární hermitovský). Vede pricipiální
nekomutativnosti kvantové mechaniky, vyjádřené kvantových relacích neurčitosti (viz níže). komutátor
vztahem ,^B] ^A^B ^B^A, tj. Operátorem rozumíme předpis, který každé funkci
u(x) přiřazuje nějakou jinou funkci v(x) symbolicky píšeme Operátor přiřazený souřadnici x
je prosté násobení zatímco operátor hybnosti dán derivací podle souřadnice :
^x ∂/∂x .htm (14 58) [15.
Pro operátory kvantové mechanice důležité, postupná aplikace dvou operátorů nemusí
být komutativní, tj
