不確定性原理

不確定性原理

「ある粒子の運動量と位置を同時に正確に知ることは、原理的に不可能である」

概要

不確定性原理（ふかくていせいげんり、英: uncertainty principle）は、量子力学において、粒子の位置と運動量などの物理量を同時に正確に測定することができないという原理です。この原理は、ヴェルナー・ハイゼンベルクによって提唱されました。

定義

不確定性原理は、以下のように表現されます：

\[ \Delta x \cdot \Delta p \geq \frac{\hbar}{2} \]

ここで、

• \(\Delta x\) は位置の不確定性
• \(\Delta p\) は運動量の不確定性
• \(\hbar\) は換算プランク定数

意義

不確定性原理は、量子力学の基本的な特性を示しています。これは、微小な粒子の世界において、古典的な物理法則が成り立たないことを意味します。この原理により、物理学者は以下のことを理解しました：

• 粒子の性質は、波動と粒子の二重性を持つ。
• 観測行為自体が粒子の状態に影響を与える。

実験的証拠

不確定性原理は、多くの実験的証拠によって支持されています。特に、電子の散乱実験や、量子トンネル効果などがその例です。

参考文献

• ハイゼンベルク, ヴェルナー. 物理学の哲学.
• グリフィス, デイビッド. 量子力学入門.

外部リンク

• 不確定性原理