• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  Science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Om atomvärlden är så osäker och föremål för lagar sannolikhet, hur kan du exakt mäta sådana saker som ljusintensitet elektrisk strömtemperatur?
    Du berör ett grundläggande koncept inom kvantmekanik - den inneboende osäkerheten i atomvärlden. Även om det är sant att vissa egenskaper hos enskilda atomer och subatomära partiklar styrs av sannolikhetslagar, betyder det inte att vi inte kan göra exakta mätningar av makroskopiska mängder som ljusintensitet, elektrisk ström och temperatur. Här är varför:

    1. Lagen om stort antal:

    * I makroskopiska system hanterar vi ett enormt antal atomer. Den probabilistiska karaktären av enskilda händelser är i genomsnitt ut över denna enorma befolkning. Föreställ dig att vända ett mynt:En enda flip är oförutsägbar, men ju mer du vänder, desto närmare kommer du till ett 50/50 resultat.

    * Så här kan vi mäta saker som temperatur:vi mäter inte den individuella kinetiska energin för varje molekyl, utan den genomsnittliga kinetiska energin för miljarder molekyler. Detta genomsnitt är anmärkningsvärt förutsägbart.

    2. Kvanteffekter är i genomsnitt ut:

    * Även om enskilda elektroner har kvantiserat energinivåer, i bulkmaterial, blir dessa energinivåer så nära åtskilda att de visas som ett kontinuerligt spektrum. Detta möjliggör smidiga övergångar i energi och följaktligen förutsägbara mätningar av saker som elektrisk ström (flöde av elektroner).

    3. Statistiska metoder och kalibrering:

    * Vi använder statistiska metoder för att analysera data och redogöra för inneboende osäkerheter. Detta gäller särskilt för mätningar vid nanoskala, där antalet involverade atomer är mindre.

    * Våra instrument kalibreras noggrant med kända standarder och tekniker för att säkerställa noggrannhet.

    4. Kvantmekanik gör inte saker oförutsägbara, det gör dem mer komplexa:

    * Kvantmekanik ger en mer fullständig förståelse av världen än klassisk fysik. Det gör inte världen "oförutsägbar" utan introducerar snarare nya lager av komplexitet. Vi har utvecklat verktyg och tekniker för att hantera denna komplexitet och göra exakta mätningar.

    5. Mätning av genomsnittet:

    * Även om vi inte kan förutsäga det exakta beteendet hos en enda atom, kan vi exakt mäta det genomsnittliga beteendet för ett stort antal atomer. Så här mäter vi makroskopiska mängder som ljusintensitet, elektrisk ström och temperatur.

    Sammanfattningsvis:

    Kvantvärlden är sannolikhet, men denna osäkerhet gör inte makroskopiska mätningar felaktiga. Vi kan fortfarande mäta mängder som ljusintensitet, elektrisk ström och temperatur eftersom vi hanterar ett stort antal atomer och använder statistiska metoder och noggrant kalibrerade instrument. Den inneboende osäkerheten på atomnivån är i genomsnitt ut för att ge mycket förutsägbara resultat på den makroskopiska nivån.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com