Heisenberg - Doe de Fysica

Dit is een voorbeeld experiment zoals opgenomen zal worden in het boek DoedeFysica. Het betreft metingen met een laser en een verstelbare slit.

Experiment¶

Met een laser en een verstelbare spleet kunnen leerlingen zelf de onzekerheidsrelatie van Heisenberg onderzoeken. Door de spleet smaller te maken, wordt de plaats van het foton nauwkeuriger bekend, terwijl de spreiding in de impuls toeneemt. Dit experiment maakt de abstracte kwantummechanica tastbaar en laat zien hoe meten invloed heeft op wat je kunt weten.

https://quarknet.org/sites/default/files/content/portfolio/file/2025-02/Heisenberg Teacher Notes_dmr-mgb.pdf

Didactiek¶

Afhankelijk van de

Optie 1: Voldoen aan de Heisenberg relatie?¶

Optie 1 onderzoekt of de metingen voldoen aan de Heisenberg relatie: $\Delta p \Delta x \geq \frac{\hbar}{2}$

Optie 2: Bepaling van de golflengte¶

De tweede optie is de bepaling van de golflengte van de laser op basis van de Heisenberg relatie.

Methode¶

sin(\theta) = \frac{\Delta p}{p} = \frac{\Delta p}{h/\lambda} = \frac{\Delta p \lambda}{h}

(1)

\frac{S}{2D} = \frac{\Delta p \lambda}{h}

(2)

\Delta p = \frac{S h}{2D\lambda}

(3)

Ontwerp¶

Benodigdheden¶

Laser
Schuifmaat (2x) of micrometer en schuifmaat
Statiefmateriaal

(a)De opstelling: Een eenvoudige laser, een schuifmaat en een scherm. Het interferentiepatroon is op het scherm te zien.

Een close up van het interferentiepatroon met verlichte en donkere stukken. — (a)De opstelling: Een eenvoudige laser, een schuifmaat en een scherm. Het interferentiepatroon is op het scherm te zien.

Uitvoering¶

Verschillende slitbreedtes ( $\Delta x$ ) , meet breedte van maximale interferentiepatroon ( $0^e$ orde) etc

een schematische weergave van de opstelling en het interferentiepatroon met de grootheden gedefinieerd in de tekening. — Figure 2:Een schematische weergave met bijbehorende grootheden.

grafiekje van $\Delta p$ als functie van $\frac{1}{\Delta x}$ , rico geeft $\frac{h}{4\pi}$ .

Resultaten¶

Heisenberg

Golflengte bepaling

$D = 150.0 \pm 0.5$ cm $\lambda = 635$ nm

$\Delta x$ (μm)	$S$ (mm)
5	68.90
8	46.40
11	22.35
14	18.30
17	13.90
20	11.40

Mechanica

Atwood en Newton de tweede

Voor ontwikkelaars

Intro