Calculadora da incerteza de Heisenberg
Ao confinar uma partícula em 10^-10 m, uma escala atômica, a dispersão do momento não pode ficar abaixo de cerca de 5 × 10^-25 kg·m/s. Digite a incerteza de posição em metros e receba o limite de Heisenberg, ħ dividido pelo dobro dessa largura. Grátis no seu navegador.
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Exemplo resolvido
- Incerteza de posição
- 0,0000000001
- Incerteza de momento
- 0
- Constante de Planck reduzida
- 0
- Unidade de posição
- m
- Unidade de momento
- kg·m/s
O princípio da incerteza de Heisenberg é o limite inferior que a mecânica quântica impõe a quão nitidamente a posição e o momento da mesma partícula podem ser conhecidos ao mesmo tempo. Em uma dimensão o produto dessas incertezas satisfaz delta-x vezes delta-p pelo menos ħ sobre dois, em que ħ é a constante de Planck reduzida h dividida por dois pi. Esta calculadora aceita uma incerteza de posição estritamente positiva em metros, insere o valor SI exato de ħ derivado da constante de Planck e devolve a incerteza mínima de momento correspondente em quilogramas metro por segundo.
O que Δx Δp ≥ ħ/2 significa e como se obtém o limite inferior de momento
A forma posição–momento da relação de Heisenberg afirma que o produto do desvio-padrão da posição e do desvio-padrão do momento não pode cair abaixo de ħ sobre dois. A constante ħ é a constante de Planck h dividida por dois pi. No Sistema Internacional, h é o valor exato definido 6.62607015 vezes dez à menos trinta e quatro joule-segundos, de modo que ħ se obtém ao dividir essa cifra por dois pi e não precisa de tabela ajustada.
Rearranjar a desigualdade para uma dada largura de posição produz a incerteza mínima de momento que esta capacidade informa: delta-p mínimo igual a ħ dividido por duas vezes delta-x. O resultado é um limite inferior, não a previsão de uma medição particular: um pacote de ondas mais apertado no espaço deve alargar-se mais no momento, e a calculadora nomeia esse limite. A posição entra em metros, então a saída vive em quilogramas metro por segundo, a unidade SI de momento linear.
Localizações atômicas perto de um décimo de bilionésimo de metro produzem limites inferiores de momento da ordem de dez à menos vinte e cinco quilogramas metro por segundo; uma localização em milímetros rende um limite bem menor. A calculadora não insere correção de massa reduzida, covariância de duas partículas nem o limite companheiro tempo–energia: são enunciados diferentes. Também não interpreta ħ como h, o que superestimaria o limite por um fator de dois pi.
Forneça um delta-x positivo, e a aritmética é uma única divisão contra uma constante fixa, de modo que entradas idênticas sempre produzem o mesmo resultado em ponto flutuante.
Casos de uso
Notas de microscopia e resolução espacial
Transforme uma resolução espacial em metros no limite inferior de momento de Heisenberg antes de discutir difração ou comprimento de onda de Broglie em um caderno de laboratório.
Geradores de exercícios e códigos de pacotes
Fixe um oráculo SI exato de ħ/(2Δx) em geradores e pacotes de Monte-Carlo em vez de copiar uma constante de Planck reduzida arredondada de livro.
Perguntas frequentes
Quais unidades a calculadora de incerteza de Heisenberg usa?
A incerteza de posição está em metros e a de momento em quilogramas metro por segundo.
Por que a incerteza de posição nula ou negativa é rejeitada?
A largura de posição deve ser um escalar positivo.
O resultado é a incerteza real do momento da minha partícula?
Não. É o menor valor que a mecânica quântica permite para essa largura de posição. Uma medida ou um pacote de ondas reais podem ter dispersão de momento maior, mas nunca menor.
Por que a fórmula usa ħ e não h?
Porque a relação é escrita com a constante de Planck reduzida, h dividido por 2π, em que h vale exatamente 6,62607015 × 10^-34 joules-segundo. Usar h exageraria o limite por um fator de 2π.
Ela também cobre a relação entre energia e tempo?
Não. Ela trata só a forma de posição e momento em uma dimensão. Energia e tempo, correlações entre duas partículas e correção por massa reduzida são enunciados diferentes, que esta calculadora não aplica.
Ferramentas relacionadas
Para desenvolvedores — acesso via API
Tudo nesta página está disponível via API. Esta seção é para equipes que querem integrar a ferramenta aos próprios sistemas; quem não precisa disso pode simplesmente usar a ferramenta acima.
Endpoint
Autenticação por token Bearer. Um único POST coloca a tarefa na fila; o resultado chega por webhook ou link assinado.
Chame do seu código
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/heisenberg-uncertainty \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"position_uncertainty":1e-10}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/heisenberg-uncertainty", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"position_uncertainty": 1e-10
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/heisenberg-uncertainty",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"position_uncertainty": 1e-10
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/heisenberg-uncertainty", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"position_uncertainty":1e-10}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"position_uncertainty":1e-10}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/heisenberg-uncertainty", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemplo de requisição
{
"position_uncertainty": 1e-10
}Exemplo de resposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.heisenberg_uncertainty",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}A API é assíncrona: cada chamada devolve um task_id na hora. Se preferir polling, consulte o status a até 1 requisição por segundo.
Preço
Preço publicado, sem tokens nem créditos escondidos. Tarefa que falha não é cobrada.
Erros
| HTTP | Código | O que significa |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Token ausente ou inválido. Confira o header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Saldo insuficiente para esta tarefa. Faça uma recarga e tente de novo. |
404 | unknown_type | Esse tipo de tarefa não existe. Confira o campo type no catálogo. |
429 | rate_limited | Muitas requisições em pouco tempo. Espere um instante e tente de novo. |
Notas técnicas
Larguras de posição nulas ou negativas não descrevem uma localização física, por isso essas entradas falham com invalid_input em vez de produzir infinito ou uma curiosidade com sinal.
Contrato de entrada, unidades SI e como os erros são informados
Zero e negativos falham com uma mensagem de que a incerteza de posição deve ser positiva, porque uma largura não positiva não descreve uma localização e enviaria o quociente ao infinito ou a um sinal que nenhum alargamento de momento de laboratório pode igualar. Mantenha as unidades SI consistentes, fixe a incerteza de momento em ponto flutuante nos testes, e uma validação que falha nunca consome saldo pré-pago. Envie um corpo JSON com o campo obrigatório position_uncertainty, um número finito de metros estritamente maior que zero. O campo pode chegar como número JSON ou como string numérica; os aliases delta_x, dx, sigma_x e uncertainty_x são aceitos e mapeados para o mesmo valor. Position_uncertainty ausente, strings vazias, texto não numérico, NaN e Infinity falham com invalid_input e nomeiam o campo para que um formulário ou um script destaque o controle. Em caso de sucesso, o corpo ecoa a incerteza de posição enviada, devolve momentum_uncertainty em quilogramas metro por segundo, reitera a fórmula como delta_p igual a hbar sobre duas vezes delta_x, inclui a constante de Planck reduzida usada na divisão e rotula as unidades como metros para a posição e quilogramas metro por segundo para o momento. Converta você mesmo nanômetros ou ångströms: um nanômetro é dez à menos nove metros e um ångström é dez à menos dez metros; este endpoint não adivinha uma unidade de comprimento que não seja SI. Misturar uma cifra em nanômetros em position_uncertainty sem converter para metros ainda calcula um número, mas esse número será o limite inferior de momento de uma largura muitas ordens de grandeza grande demais.
Onde uma calculadora de incerteza de Heisenberg se paga
Cursos de quântica de graduação pedem a incerteza mínima de momento de um elétron confinado a uma caixa de largura L, tratando L como delta-x. Uma calculadora ao vivo que falha de forma explícita com largura nula ou negativa é mais útil como oráculo do que uma célula de planilha que imprime Infinity e deixa o avaliador discutir a apresentação. Use o resultado em quilogramas metro por segundo; divida você mesmo pela massa da partícula se precisar de um limite de velocidade. Combine o limite com o seu próprio código de pacote de ondas ou de Fourier quando o problema pedir uma distribuição completa em vez do limite de Heisenberg. Cadernos de sonda de varredura e microscopia eletrônica muitas vezes partem de uma resolução espacial e precisam de um limite de momento ou de comprimento de onda de Broglie antes de discutir difração; chamar uma API de parse pequena evita levantar um sistema de álgebra computacional para um limite de uma divisão. Software de pesquisa que gera itens de exercício ou pacotes de Monte-Carlo pode fixar este endpoint como a referência ħ sobre dois delta-x em vez de copiar um ħ de livro arredondado que discorda no nono dígito. Cada chamada bem-sucedida custa o preço-base publicado US$ 0,002, sem tokens de modelo e sem rede de saída. Mantenha as requisições em uma única incerteza de posição positiva, trate invalid_input como correção do cliente e não como nova tentativa, e você obtém um limite inferior de momento reproduzível para cadernos, plugins LMS e workers de borda, sem importar uma biblioteca de física própria.
Casos de integração
Checagem de deveres e provas de quântica
Deixe os estudantes enviarem uma incerteza de posição positiva em metros e verificarem Δp_min = ħ/(2Δx), com Δx nulo ou negativo rejeitado como inválido em vez de Infinity.
Perguntas técnicas
Como calculo a incerteza mínima de momento a partir da incerteza de posição?
Envie um position_uncertainty finito e positivo em metros. A API devolve Δp_min = ħ/(2Δx) em quilogramas metro por segundo usando ħ = h/(2π) a partir da constante de Planck SI exata.
Qual constante de Planck reduzida a calculadora usa?
ħ = h/(2π) com o valor SI exato h = 6.62607015e-34 J·s. A carga útil de sucesso inclui reduced_planck_constant para você reimprimir o fator.
Quanto custa um cálculo de incerteza de Heisenberg?
A ferramenta do navegador é gratuita. Pedidos API usam saldo pré-pago KIT a US$ 0,002 por chamada bem-sucedida; entrada inválida não é cobrada.