Plaats een reactie

Je mail wordt niet openbaar getoond. Het wordt enkel gebruik voor contact of notificatie vanuit het beheer.

🗨️ Wat vind jij? Stel direct je vraag of geef je mening – zonder registratie. Je reactie zet het topic weer bovenaan bij 'Laatste posts' en trekt snel nieuwe reacties aan🔥. Mocht je als vaste bezoeker willen reageren, dan kun je je ook registreren.

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vragen te beantwoorden.

Noor heeft 10 knikkers. Ze verliest er 4 in het gras. Hoeveel heeft ze er nog?

Antwoord: (vul een getal in)

Er zitten 5 vogels op een hek. Twee vliegen weg. Hoeveel blijven er zitten?

Antwoord: (vul een getal in)

Weergave uitklappen Voorafgaande berichten: Complementaire grootheden.

Re: Complementaire grootheden.

door Math-E-Mad-X » wo 24 okt 2007, 20:00

Oké, dus de onzekerheid in het tijdstip stelt in dat geval dus een soort van standaarddeviatie voor over het gemeten interval. Op welke manier kunnen we dan mijn voorbeeld zodanig maken dat de onzekerheid in de tijd niet oneindig is?
Door niet te kijken naar een golffunctie met éénduidige frequentie (zoals sin(t) ), maar bijvoorbeeld een superpositie van twee van zulke functies bijv. sin(t)+sin(2t). In dat geval is er op sommige momenten meer kans om het deeltje op een gegeven plek aan te treffen op dan op andere momenten.

(Ik gebruik hier de sinus functie om het verhaal makkelijk te houden, eigenlijk zou ik hier complexe e-machten moeten gebruiken maar ik weet niet hoeveel ervaring je hiermee hebt.)

Als het deeltje zich in de toestand sin(t) zou bevinden dan is de onzekerheid in de tijd altijd oneindig, onafhankelijk van hoe lang je meet.

Re: Complementaire grootheden.

door Jocham » di 23 okt 2007, 16:31

Math-E-Mad-X schreef:Nee, als je over een tijdsinterval van 1ns meet dan is het tijdsinterval idd niet oneindig, maar de onzekerheid in zijn tijdstip is wel oneindig! D.w.z. de gemeten golf is in gelijke mate verdeeld over het tijdsinterval. Je zou dit kunnen zien als een gaussische verdeling met oneindige standaarddeviatie. Tenminste, als we het hebben over een golf met eenduidige frequentie.

Je kan echter ook kijken naar een golffunctie die een superpositie is van een heleboel energie-eigentoestanden (oftewel: de functie is een som van een heleboel golven met verschillende frequenties). Hoe langer het tijdsinterval is waarover je de golf bekijkt, hoe beter je kunt bepalen welke energie-eigentoestanden er in zitten.
Oké, dus de onzekerheid in het tijdstip stelt in dat geval dus een soort van standaarddeviatie voor over het gemeten interval. Op welke manier kunnen we dan mijn voorbeeld zodanig maken dat de onzekerheid in de tijd niet oneindig is?

Re: Complementaire grootheden.

door Math-E-Mad-X » vr 19 okt 2007, 17:12

Jocham schreef:maar de onzekerheidsrelatie stelt het volgende:
\(\Delta E\Delta t\geq \frac{\hbar}{2}\)
en energie is evenredig met de frequentie van de golf, dus als je de frequentie meet (door een bepaalde
\(\Delta t\)
te meten, bijv
\(\Delta t=1\)
ns) zou je precies de energie kunnen stellen (
\(\Delta E=0\)
)

maar een
\(\Delta E\)
van 0 zou volgens de formule moeten betekenen dat
\(\Delta t\)
oneindig groot zou moeten zijn.
Nee, als je over een tijdsinterval van 1ns meet dan is het tijdsinterval idd niet oneindig, maar de onzekerheid in zijn tijdstip is wel oneindig! D.w.z. de gemeten golf is in gelijke mate verdeeld over het tijdsinterval. Je zou dit kunnen zien als een gaussische verdeling met oneindige standaarddeviatie. Tenminste, als we het hebben over een golf met eenduidige frequentie.

Je kan echter ook kijken naar een golffunctie die een superpositie is van een heleboel energie-eigentoestanden (oftewel: de functie is een som van een heleboel golven met verschillende frequenties). Hoe langer het tijdsinterval is waarover je de golf bekijkt, hoe beter je kunt bepalen welke energie-eigentoestanden er in zitten.

Re: Complementaire grootheden.

door Math-E-Mad-X » vr 19 okt 2007, 16:54

Compliment voor deze eenvoudige en sublieme uitleg.
toch is mijn uitleg een beetje misleidend omdat een golffunctie niet 'collapsed' naar een tijd-eigentoestand zoals een golf wel collapsed naar een positie-eigentoestand. Of zoals eendavid het zegt: er is geen tijdsoperator.

Re: Complementaire grootheden.

door Jocham » wo 17 okt 2007, 23:40

Math-E-Mad-X schreef:In quantummechanica geldt:

'de energie van een deeltje is evenredig met de frequentie van zijn golffunctie'

Om de frequentie van een golf te meten moet je het aantal oscillaties tellen dat hij in een tijdsinterval ondergaat.

Je kan dus nooit de frequentie op één moment meten. Je kan zijn frequentie op een tijdsinterval meten of je kan bekijken hoe de golf er op een bepaald moment uitziet, maar dan weet je zijn frequentie weer niet.

Kortom het tijdstip van een gebeurtenis en de energie van het betreffende deeltje zijn niet tegelijk vast te leggen.
maar de onzekerheidsrelatie stelt het volgende:
\(\Delta E\Delta t\geq \frac{\hbar}{2}\)
en energie is evenredig met de frequentie van de golf, dus als je de frequentie meet (door een bepaalde
\(\Delta t\)
te meten, bijv
\(\Delta t=1\)
ns) zou je precies de energie kunnen stellen (
\(\Delta E=0\)
)

maar een
\(\Delta E\)
van 0 zou volgens de formule moeten betekenen dat
\(\Delta t\)
oneindig groot zou moeten zijn.

Re: Complementaire grootheden.

door TD » wo 17 okt 2007, 22:24

Maar aangezien we niet werken met een tijdsoperator, kan je moeilijk commutatieregels beginnen opleggen tussen H en T.
Inderdaad, de tijd "meet" je niet en beschrijf je dus ook niet met een (hermitische) operator, hetgeen van deze onzekerheidsrelatie iets anders maakt dan de "gewone" ongelijkheden tussen niet-commuterende waarneembare grootheden. Voor een zinnige interpretatie of logische opbouw van deze onzekerheidsrelatie, verwijs ik naar de literatuur. Eventueel wil ik hier wel beknopt schrijven wat ik er hier over heb liggen...

Re: Complementaire grootheden.

door thermo1945 » wo 17 okt 2007, 19:27

Math-E-Mad-X schreef:Om de frequentie van een golf te meten moet je het aantal oscillaties tellen dat hij in een tijdsinterval ondergaat.

Je kan dus nooit de frequentie op één moment meten. Je kan zijn frequentie op een tijdsinterval meten of je kan bekijken hoe de golf er op een bepaald moment uitziet, maar dan weet je zijn frequentie weer niet.
Compliment voor deze eenvoudige en sublieme uitleg.

Re: Complementaire grootheden.

door thermo1945 » wo 17 okt 2007, 19:18

thermo1945 schreef:De constante van Dirac is een grootheid van de dimensie impulsmoment.

Dan moet het product van de complementaire grootheden ook een grootheid van de dimensie impulsmoment opleveren, omdat anders de ongelijkheid geen betekenis zou hebben.
Sorry maar dat begrijp ik niet echt.
Een voorbeeld:

dimensie van {positie (tov oorsprong) maal impuls} =

de dimensie van {lengte x massa x snelheid} = dimensie van {impulsmoment} =

de dimensie van {de constanten van Planck en Dirac}

Je kunt dus {positie (tov oorsprong) maal impuls} en {de constanten van Planck en Dirac} vergelijken, optellen of aftrekken.

Re: Complementaire grootheden.

door eendavid » wo 17 okt 2007, 17:33

Ik sluit me toch ook eerder aan bij wat TD schrijft: deze onzekerheidsrelatie moet bezien worden als een kwalitatieve karakteristiek eerder dan een fundamentele gelijkheid. De interpretatie daarvan kan bijvoorbeeld zijn wat jij schrijft, hoewel een golf op 1 tijdstip wel degelijk de volledige informatie van de energie bevat. Maar aangezien we niet werken met een tijdsoperator, kan je moeilijk commutatieregels beginnen opleggen tussen H en T.

Re: Complementaire grootheden.

door Math-E-Mad-X » wo 17 okt 2007, 14:37

In quantummechanica geldt:

'de energie van een deeltje is evenredig met de frequentie van zijn golffunctie'

Om de frequentie van een golf te meten moet je het aantal oscillaties tellen dat hij in een tijdsinterval ondergaat.

Je kan dus nooit de frequentie op één moment meten. Je kan zijn frequentie op een tijdsinterval meten of je kan bekijken hoe de golf er op een bepaald moment uitziet, maar dan weet je zijn frequentie weer niet.

Kortom het tijdstip van een gebeurtenis en de energie van het betreffende deeltje zijn niet tegelijk vast te leggen.

Re: Complementaire grootheden.

door Bert F » di 16 okt 2007, 18:31

De constante van Dirac is een grootheid van de dimensie impulsmoment.

Dan moet het product van de complementaire grootheden ook een grootheid van de dimensie impulsmoment opleveren, omdat anders de ongelijkheid geen betekenis zou hebben. Je kunt immers alleen grootheden van dezelfde dimensie vergelijken. In het dagelijks leven 'appels en peren'. Bij alle vermelde voorbeelden kun je controlen dat het klopt. Triviaal hè!!


Sorry maar dat begrijp ik niet echt.

Re: Complementaire grootheden.

door eendavid » di 16 okt 2007, 17:02

Raar argument. Waarom is dan niet
\(x/p_x\)
de toegevoegde variabele?

edit: nog vermenigvuldigen met
\(m_e\)
natuurlijk.

Re: Complementaire grootheden.

door thermo1945 » di 16 okt 2007, 16:46

De constante van Dirac is een grootheid van de dimensie impulsmoment.

Dan moet het product van de complementaire grootheden ook een grootheid van de dimensie impulsmoment opleveren, omdat anders de ongelijkheid geen betekenis zou hebben. Je kunt immers alleen grootheden van dezelfde dimensie vergelijken. In het dagelijks leven 'appels en peren'. Bij alle vermelde voorbeelden kun je controlen dat het klopt. Triviaal hè!!

Re: Complementaire grootheden.

door Bert F » di 16 okt 2007, 16:33

Oké, bedankt ik onthoud dat dit verband niet zo logisch is als positie impuls. Groeten.

Re: Complementaire grootheden.

door TD » di 16 okt 2007, 16:21

Je hebt misschien ook de algemenere vorm van de onzekerheidsrelatie gezien, als functie van de commutator van de twee grootheden die je beschouwt. Ik kan dit niet in detail uitleggen, maar weet wel nog dat de energie-tijd-onzekerheid niet in het "gewone rijtje" past, zoals positie-impuls. Zie ook hier voor meer informatie. Ik heb het in elk geval ooit gelezen in "Introduction to Quantum Mechanics" van D. Griffiths.