Calcolatore di indeterminazione Heisenberg
Se confina una particella in 10^-10 m, una scala atomica, la dispersione della quantità di moto non può scendere sotto circa 5 × 10^-25 kg·m/s. Inserisca l'indeterminazione di posizione in metri e ottenga il limite di Heisenberg, ħ diviso il doppio di quella larghezza. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- Incertezza sulla posizione
- 0,0000000001
- Incertezza sulla quantità di moto
- 0
- Costante di Planck ridotta
- 0
- Unità di posizione
- m
- Unità di quantità di moto
- kg·m/s
Il principio di indeterminazione di Heisenberg è il limite inferiore che la meccanica quantistica impone a quanto nitidamente si possano conoscere insieme la posizione e il momento della stessa particella. In una dimensione il prodotto di tali indeterminazioni soddisfa delta-x per delta-p almeno ħ su due, dove ħ è la costante di Planck ridotta h divisa per due pi. Questo calcolatore accetta un'indeterminazione di posizione strettamente positiva in metri, inserisce il valore SI esatto di ħ derivato dalla costante di Planck e restituisce l'indeterminazione minima di momento corrispondente in chilogrammi metro al secondo.
Che cosa significa Δx Δp ≥ ħ/2 e come si ottiene il minimo di momento
La forma posizione–momento della relazione di Heisenberg afferma che il prodotto della deviazione standard di posizione e di quella di momento non può scendere sotto ħ su due. La costante ħ è la costante di Planck h divisa per due pi. Nel Sistema Internazionale, h è il valore esatto definito 6.62607015 volte dieci alla meno trentaquattro joule-secondo, così ħ si ottiene dividendo quella cifra per due pi e non richiede alcuna tabella adattata.
Riordinare la disuguaglianza per una data larghezza di posizione produce l'indeterminazione minima di momento che questa capacità riporta: delta-p minimo uguale a ħ diviso per due volte delta-x. Il risultato è un limite inferiore, non la previsione di una misura particolare: un pacchetto d'onda più stretto nello spazio deve allargarsi di più nel momento, e il calcolatore indica quel minimo. La posizione è presa in metri, quindi l'uscita vive in chilogrammi metro al secondo, l'unità SI di momento lineare.
Localizzazioni atomiche vicino a un dieci miliardesimo di metro producono minimi di momento dell'ordine di dieci alla meno venticinque chilogrammi metro al secondo; una localizzazione millimetrica dà un minimo assai più piccolo. Il calcolatore non inserisce una correzione di massa ridotta, una covarianza a due particelle né il limite gemello tempo–energia: sono enunciati diversi. Non interpreta nemmeno ħ come h, il che sovrastimerebbe il limite di un fattore due pi.
Fornisca un delta-x positivo e l'aritmetica è una sola divisione contro una costante fissa, così input identici producono sempre lo stesso risultato in virgola mobile.
Casi d'uso
Note di microscopia e risoluzione spaziale
Trasformi una risoluzione spaziale in metri nel minimo di momento di Heisenberg prima di discutere diffrazione o lunghezza d'onda di Broglie in un quaderno di laboratorio.
Generatori di esercizi e codici di pacchetti
Fissi un oracolo SI esatto di ħ/(2Δx) in generatori e pacchetti di Monte-Carlo invece di copiare una costante di Planck ridotta arrotondata da manuale.
Domande frequenti
Quali unità usa il calcolatore di indeterminazione di Heisenberg?
L'indeterminazione di posizione è in metri e quella di momento in chilogrammi metro al secondo.
Perché un'indeterminazione di posizione nulla o negativa viene rifiutata?
La larghezza di posizione deve essere uno scalare positivo.
Il risultato è l'indeterminazione reale della mia particella?
No. È il valore più basso che la meccanica quantistica consente per quella larghezza di posizione. Una misura o un pacchetto d'onda reali possono avere una dispersione maggiore, ma mai minore.
Perché la formula usa ħ e non h?
Perché la relazione si scrive con la costante di Planck ridotta, h diviso 2π, dove h vale esattamente 6,62607015 × 10^-34 J·s. Usare h sovrastimerebbe il limite di un fattore 2π.
Vale anche per la relazione tra energia e tempo?
No. Tratta solo la forma posizione e quantità di moto in una dimensione. Energia e tempo, correlazioni tra due particelle e correzione per massa ridotta sono enunciati diversi che questo calcolatore non applica.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.
Chiamala dal tuo stack
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-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
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"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
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$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)Esempio di richiesta
{
"position_uncertainty": 1e-10
}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.heisenberg_uncertainty",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
Una larghezza di posizione nulla o negativa non descrive una localizzazione fisica, perciò quegli input falliscono con invalid_input invece di produrre infinito o una curiosità con segno.
Contratto di input, unità SI e come vengono segnalati gli errori
Zero e negativi falliscono con un messaggio che indica che l'indeterminazione di posizione deve essere positiva, perché una larghezza non positiva non descrive una localizzazione e invierebbe il quoziente all'infinito o a un segno che nessun allargamento di momento di laboratorio può eguagliare. Mantenga coerenti le unità SI, fissi l'indeterminazione di momento in virgola mobile nei test, e una convalida fallita non consuma mai il saldo prepagato. Invii un corpo JSON con il campo obbligatorio position_uncertainty, un numero finito di metri strettamente maggiore di zero. Il campo può arrivare come numero JSON o come stringa numerica; gli alias delta_x, dx, sigma_x e uncertainty_x sono accettati e mappati sullo stesso valore. Position_uncertainty assente, stringhe vuote, testo non numerico, NaN e Infinity falliscono con invalid_input e nominano il campo così che un modulo o uno script possano evidenziare il controllo. In caso di successo il corpo ripete l'indeterminazione di posizione inviata, restituisce momentum_uncertainty in chilogrammi metro al secondo, riafferma la formula come delta_p uguale a hbar su due volte delta_x, include la costante di Planck ridotta usata nella divisione ed etichetta le unità come metri per la posizione e chilogrammi metro al secondo per il momento. Converta personalmente nanometri o ångström: un nanometro è dieci alla meno nove metri e un ångström è dieci alla meno dieci metri; questo endpoint non indovina un'unità di lunghezza non SI. Inserire una cifra in nanometri in position_uncertainty senza convertirla in metri calcola comunque un numero, ma quel numero sarà il minimo di momento di una larghezza troppo grande di molti ordini di grandezza.
Dove conviene un calcolatore di indeterminazione di Heisenberg
I corsi di quantistica di primo livello chiedono l'indeterminazione minima di momento di un elettrone confinato in una scatola di larghezza L, trattando L come delta-x. Un calcolatore dal vivo che fallisce in modo esplicito su una larghezza nulla o negativa è più utile come oracolo di una cella di foglio che stampa Infinity e lascia che il correttore discuta la presentazione. Usi il risultato in chilogrammi metro al secondo; divida personalmente per la massa della particella se serve un minimo di velocità. Abbini il limite al proprio codice di pacchetto d'onda o di Fourier quando il problema chiede una distribuzione completa anziché il minimo di Heisenberg. I quaderni di sonda a scansione e di microscopia elettronica partono spesso da una risoluzione spaziale e hanno bisogno di un minimo di momento o di lunghezza d'onda di Broglie prima di parlare di diffrazione; chiamare una piccola API di parse evita di avviare un sistema di algebra computazionale per un limite di una sola divisione. Un software di ricerca che genera voci di esercizio o pacchetti di Monte-Carlo può fissare questo endpoint come il riferimento ħ su due delta-x invece di copiare un ħ da manuale arrotondato che discordi alla nona cifra. Ogni chiamata andata a buon fine costa il prezzo base pubblicato $0.002, senza token di modello e senza rete in uscita. Limiti le richieste a una sola indeterminazione di posizione positiva, tratti invalid_input come una correzione del client e non come un nuovo tentativo, e otterrà un limite inferiore di momento riproducibile per quaderni, plugin LMS e worker di bordo, senza importare una libreria di fisica propria.
Casi di integrazione
Verifica di compiti ed esami di quantistica
Consenta agli studenti di inviare un'indeterminazione di posizione positiva in metri e di verificare Δp_min = ħ/(2Δx), con Δx nullo o negativo rifiutato come non valido invece di Infinity.
Domande tecniche
Come si calcola l'indeterminazione minima di momento da quella di posizione?
Invii un position_uncertainty finito e positivo in metri. L'API restituisce Δp_min = ħ/(2Δx) in chilogrammi metro al secondo con ħ = h/(2π) dalla costante di Planck SI esatta.
Quale costante di Planck ridotta usa il calcolatore?
ħ = h/(2π) con il valore SI esatto h = 6.62607015e-34 J·s. Il payload di successo include reduced_planck_constant così Lei può ristampare il fattore.
Quanto costa un calcolo di indeterminazione di Heisenberg?
Lo strumento nel browser è gratuito. Le richieste API usano il saldo prepagato KIT a $0.002 per chiamata andata a buon fine; un input non valido non viene addebitato.