Grande Universo: Princípio da Incerteza de Heisenberg.

Antes de dar inicio a matéria sobre o principio da incerteza de Heisenberg, abrirei um breve espaço para uma biografia, para que você meu caro leitor intenda um pouco mais sobre o físico que a formulou,a intenção dessa primeira matéria, é apresentar você meu caro leitor, a uma introdução a o principio da incerteza .

Werner Karl Heisenberg nasceu no dia 5 de dezembro de 1901, na cidade de Würzburg, na Alemanha.

Ingressou na Maximilians-Gymnasium, uma instituição de ensino de prestígio, dirigido por seu avô materno. Em 1920, iniciou os estudos em Física na Universidade de Munique. Três anos depois, terminou seu doutorado. Em 1924, foi assistente de Max Born no centro universitário de Gottingen e, em seguida, partiu para Copenhague para dar continuidade ao seu trabalho no Instituto Bohr de Física, ao lado do próprio Niels Bohr. Ali, Heisenberg percebeu a necessidade de derrubar as bases da física clássica para construir uma nova era da ciência. Foi assim que, em 1925, desenvolveu a mecânica matricial, o primeiro passo, para a mecânica quântica.

A Mecânica Matricial e o Princípio da Incerteza

Heisenberg deixou de considerar a hipótese aceita até então de que elétrons e outros fenômenos atômicos poderiam se comportar como partículas e propôs a possibilidade de predizer matematicamente a ocorrência de outros fenômenos atômicos que pudessem ser averiguados, tais como frequência e luz.

O esquema também tinha uma extensão lógica que imediatamente ficou conhecida como Princípio da Incerteza ou Princípio de Heisenberg. Este princípio foi desenvolvido em 1927, quando o físico era professor da Universidade de Leipzig e segundo ele a dupla natureza da matéria estabelece limitação fundamental sobre a precisão com que podemos saber a localização e o momento de qualquer corpo.

Esta limitação só se torna importante para a matéria no nível subatômico, isto é, com massas tão pequenas quanto a do elétron.

Este Princípio de Incerteza aplicado aos elétrons num átomo, diz que é intrinsecamente impossível conhecer simultaneamente o momento exato de um elétron e a sua localização exata no espaço.

Princípio da Incerteza

O Princípio da Incerteza, de Heisenberg, é bastante simples de se compreender.

Na física clássica, acreditava-se que uma vez conhecidas a posição inicial e o momento (massa e velocidade) de todas as partículas de um sistema, seria possível calcular suas interações, prevendo seu comportamento.

Porém, para conseguir estabelecer estes dados, seria necessário conhecer a posição e o momento de todas as partículas. Chegamos, então, ao Princípio da Incerteza. Segundo ele, é impossível precisar a posição ou o momento (logo, a velocidade) de uma partícula porque ao medir um desses valores, os alteramos.

O Princípio da Incerteza é equacionado através da fórmula:

A razão dessa incerteza não é um problema do aparato utilizado nas medidas das grandezas físicas, mas sim a própria natureza da matéria e da luz.

Para que possamos medir a posição de um elétron, por exemplo, precisamos vê-lo e, para isso, temos que iluminá-lo. Além disso, a medida será mais precisa quanto menor for o comprimento de onda da luz utilizada. Nesse caso, a física quântica diz que a luz é formada por partículas (fótons), que têm energia proporcional à frequência dessa luz. Portanto, para medir a posição de um elétron precisamos incidir sobre ele um fóton bastante energético, já que quanto maior for a frequência, menor é o comprimento de onda do fóton, e esse processo transfere energia ao elétron, o que modificará sua velocidade, tornando impossível determinar seu momento com precisão.

Esse princípio proposto por Heisenberg se aplica somente ao mundo subatômico, uma vez que a energia do fóton transferida para um corpo macroscópico não seria capaz de alterar sua posição.

O estudante de física Werner Heisenberg, de Sommerfeld, foi o responsável pela valorização de algo não muito aceito ou popularizado na física, a incerteza. Considerado um marco para a física quântica.

Em 1927, Heisenberg verificou e afirmou ser impossível conhecer de forma total e íntima a estrutura da matéria, porque, na verdade, não havia e ainda não há como se saber exatamente a forma de interação entre as partículas atômicas.

O Princípio da Incerteza é baseado no fato de não se saber qual o deslocamento exato feito pelas partículas, o que impede a definição da sua localização no espaço, o trajeto percorrido, o tempo determinado, além da direção e do sentido. Essa dificuldade acontece porque as partículas se movem de forma tridimensional.

Pode-se concluir, então, que uma das características mais incríveis apresentadas no Princípio da Incerteza é a quantização numérica da incerteza.

Outra importante característica do Principio da Incerteza é a medida da energia de um corpo.

Grandezas complementares – energia (quantidade) e tempo (movimento).

Quando ocorre a medição da energia ou do tempo de forma mais precisa, uma sempre vai se tornar menos precisa que a outra. Isso acontece porque é impossível melhorar a precisão de ambas.

Para completar os estudos e a formulação do princípio apresentado por Heisenberg, Erwin Schrödinger resolveu estudar temas que também eram polêmicos por volta da década de 20, como o quanta de Planck, o efeito fotoelétrico e a constância da velocidade da luz de Einstein, a dualidade corpúsculo-onda de De Broglie, e outros. Mais isso ficara para as próximas matérias.

Obrigado por ter lido, me acompanhe através do portal GU, e da minha Hashtag #‎DanielPontes .logo abaixo deixo o primeiro de três videos para os que se interessaram sobre o principio da incerteza e desejarão ir afundo. recomendo também o livro da foto ao lado, e possível encontrá-lo em PDF.
Fonte: http://www.celinacea.com.br/artigo-10136.htm