こんにちは、カタツムリ系です🐌
前回の投稿でなぜに
- 位置を決めようとすると速度（正確には運動量）があいまいになり
- 速度（正確には運動量）を決めようとすると位置があいまいになる
という性質にアプローチしました。
なんだか騙されているようですが、理由を簡単に要約すれば次の通り。
【速度の不確定さ】⇦これは、まだ、納得できます😊
- とにかく観測対象は極小のもの。原子とか電子とか↓
- 顕微鏡🔬など実験器具なしではみることができない↓
- 顕微鏡でみる＝光の粒、すなわち、光子を原子や電子にぶつけることになります↓
- 光子をぶつければ、ぶつけたポジション（＝位置）は分かりますが、まさに一点のみの接触なので、距離を時間で割るような「速度」は分からない。
【位置の不確定さ】⇦これが、なかなかしっくりこないのです💦
- 位置と速度が同時にきっちり観測できないというなら、逆に、どちらか単体なら、きっちり観測できるはず↓
- 速度を先に固めるとします↓
- 速度が分かるということは「距離➗時間」がはっきりしているということ↓
- 距離が分かるということは、移動した先頭の地点と、終わりの地点が分かっているはず↓
- やっぱり位置は分かるんじゃないの？
というのが、現在のモヤモヤ💦
このモヤモヤ解消を目指して（できるかどうかはトモカク）、本書↓を引き続き、チェック😊
出典はアマゾンさん。
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【目次】
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現時点での理解
以下の内容を過去記事で扱っています↓
- そんな速度への影響を弱めようとして、弱い光を使うと、光の波長が長すぎて今度は位置が特定できないらしい↓
- 要は、モノサシを使って(例えば、一番細かい目盛りが、1mm)、10のマイナス7乗くらいの半径の原子を計ろうとしても測れないのに、似ているか？！↓
- なので(速度はだいたい分かっても)位置がアイマイらしい。
これだけみると、物質の性質というよりは、技術の進歩の問題、すなわち、顕微鏡🔬の精度のような気がしませんか？だって、宇宙望遠鏡なんて、モノスゴソウじゃないですか。この記事↓なんて、131億光年なんていうレベル💦
顕微鏡🔬にフォーカス
いやぁー、顕微鏡🔬について、多少なりとも考える機会があるなんて、不確定性原理以上に驚きです💦
顕微鏡と言いますか、我々の目もしくは、我々の目を代用してくれるモノとして、認識しています。それを少し深掘りしたいと考えています。
顕微鏡がより見えやすいのは、どういう場合
これを分解能というそうです。
顕微鏡の能力 その1 ～分解能と倍率～ | オリンパス ライフサイエンス
P-136
顕微鏡の分解能は、観測に用いる光の波長程度だといったが、実際にはレンズの大きさや、物体のレンズとの距離にも関係
電子がいる範囲を「Δx」とすると
Δx ＝ λ（ラムダ。波長）➗ （レンズ直径 ➗ 物体とレンズの縁までの距離）→①式
ということは分かっているのだとか。
一方、
P-137を編集
光子で物体をはじいたとき、物体はどちらにはね飛ばされてしまったのかよくわからない。特にレンズが大きく、物体とレンズの縁までの距離が近いほど、電子を横に強く蹴った光がレンズに飛び込んでくる可能性がある
ここよく分からない💦とにかく、観測のために飛ばした「光子」が、観測後も影響してくるということ？
P-137を編集
このため、観測された電子の運動量の不確定の度合いΔpは、用いる光の運動量「h/λ」に
- レンズの直径と、
- 物体とレンズの縁までの距離
との比をかけたもの、
Δp ＝ h/λ ✖️ （レンズの直径 ➗ 物体とレンズの縁までの距離）→②式
になる。ちなみに、h（定数）/ λ（波長）は、運動量を表します。関連記事↓
①式のΔxと②式のΔpを掛け合わせると
P-137
そうすると、レンズの直径とか、レンズと物体との距離などという、使用する顕微鏡独特の数値は消え去り、しかとλも消去されて簡単に、
Δx・Δp ＝ h
アレレ、確かに顕微鏡の影響は排除されました
顕微鏡の影響がないとなると、不確定性原理は、そもそもの性格なんですね。位置と速度の正確な測定は、器具のクオリティーの問題ではないのですね。まぁ、正直、運動量のところは、なんとなく、数式にしてやられた感じがして、まだ、モヤモヤはしています💦
また、次回。
# 不確定性原理
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