หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กคืออะไร -แชด ออร์เซล (Chad Orzel)
-
0:07 - 0:11หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก
เป็นหนึ่งในไม่กี่แนวคิด -
0:11 - 0:15ของควอนตัมฟิสิกส์
ที่ได้ขยายไปสู่วัฒนธรรมสมัยนิยม -
0:15 - 0:20มันบอกว่าเราไม่สามารถที่จะทราบตำแหน่ง
และความเร็วที่แน่นอนของวัตถุ ในเวลาเดียวกันได้ -
0:20 - 0:23มันไปโผล่ในฐานะอุปลักษณ์ในทุกๆ เรื่อง
-
0:23 - 0:26ตั้งแต่การวิจารณ์วรรณกรรม
ไปจนถึงเรื่องกีฬา -
0:26 - 0:29ความไม่แน่นอนมักถูกอธิบายว่า
เป็นผลที่เกิดจากขั้นตอนการวัด -
0:29 - 0:35การลงมือวัดตำแหน่งของวัตถุได้เปลี่ยนความเร็วของมัน
หรือ เช่นกันในทางตรงข้าม -
0:35 - 0:38จุดกำเนิดของหลักการนี้
ลึกซึ้งและน่าทึ่งกว่านี้มาก -
0:38 - 0:42หลักความไม่แน่นอนดำรงอยู่
เพราะว่าทุกสิ่งในเอกภพ -
0:42 - 0:46ประพฤติตัวเสมือนเป็นอนุภาคและคลื่น
ในเวลาเดียวกัน -
0:46 - 0:50ในกลศาสตร์ควอนตัม ตำแหน่งที่แน่นอน
และความเร็วที่แน่นอนของวัตถุ -
0:50 - 0:52ไม่มีความหมายใดๆ
-
0:52 - 0:53เพื่อที่จะเข้าใจเรื่องนี้
-
0:53 - 0:57เราจำเป็นต้องคิดว่าการประพฤติตัวเหมือนอนุภาค
หรือคลื่น นั้นหมายถึงอะไร -
0:57 - 1:02โดยนิยามแล้วอนุภาค
จะอยู่ในสถานที่หนึ่ง ณ เวลาหนึ่ง -
1:02 - 1:06เราสามารถแสดงให้เห็นโดยใช้กราฟ
บอกความน่าจะเป็นในการพบวัตถุ -
1:06 - 1:09ที่ตำแหน่งหนึ่งๆ
ซึ่งกราฟจะมีลักษณะเป็นยอดแหลมอันเดียว -
1:09 - 1:14โดยมีโอกาสพบวัตถุ 100% ที่ตำแหน่งหนึ่ง
และเป็นศูนย์ในตำแหน่งที่เหลือ -
1:14 - 1:18ในทางกลับกัน คลื่น คือ
การเคลื่อนที่ของการรบกวนแผ่ไปยังที่ว่าง -
1:18 - 1:20เหมือนคลื่นที่แผ่ปกคลุมผิวน้ำในบ่อ
-
1:20 - 1:24เราสามารถบ่งบอกคุณสมบัติต่างๆ
ของคลื่นได้ในภาพรวม -
1:24 - 1:26อันที่สำคัญสุด ได้แก่ ความยาวคลื่น
-
1:26 - 1:29ที่เป็นระยะห่างระหว่างสันคลื่นที่อยู่ติดกัน
-
1:29 - 1:30หรือ ระยะห่างของท้องคลื่นที่อยู่ติดกัน
-
1:30 - 1:33แต่เราไม่สามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนของมันได้
-
1:33 - 1:36มันมีโอกาสที่จะเจอคลื่นในหลายๆ ตำแหน่ง
-
1:36 - 1:39ความยาวคลื่นมีความสำคัญในควอนตัมฟิสิกส์
-
1:39 - 1:42เพราะว่า ความยาวคลื่นของวัตถุ
สัมพันธ์กับโมเมนตัมของมัน -
1:42 - 1:44ซึ่งคือ มวลคูณกับความเร็ววัตถุ
-
1:44 - 1:47วัตถุที่เคลื่อนที่เร็วจะมีโมเมนตัมมาก
-
1:47 - 1:50ซึ่งส่งผลให้มันมีความยาวคลื่นที่สั้นมาก
-
1:50 - 1:54วัตถุที่มีมวลมากจะมีโมเมนตัมมาก
ถึงแม้ว่ามันจะเคลื่อนที่ไม่เร็ว -
1:54 - 1:57ซึ่งทำให้มันมีความยาวคลื่นที่สั้นมากเช่นเดียวกัน
-
1:57 - 2:01นี่เป็นเหตุผลที่ทำให้ไม่สังเกตเห็นความเป็นคลื่น
ของวัตถุต่างๆ ในชีวิตประจำวัน -
2:01 - 2:03ถ้าคุณขว้างลูกเบสบอลขึ้นไปบนฟ้า
-
2:03 - 2:07ความยาวคลื่นของมันจะเท่ากับ
1/10 ยกกำลัง 33 เมตร -
2:07 - 2:09เล็กมากเกินกว่าจะสังเกตเห็น
-
2:09 - 2:12วัตถุเล็กๆ เช่น อะตอม หรือ อิเล็คตรอน
-
2:12 - 2:16มีความยาวคลื่นมากพอที่จะวัดได้
จากการทดลองทางฟิสิกส์ -
2:16 - 2:21ถ้าเรามีคลื่นหนึ่ง เราจะสามารถวัดความยาวคลื่น
และโมเมนตัมของมันได้ -
2:21 - 2:23แต่จะไม่สามารถวัดตำแหน่งของมันได้
-
2:23 - 2:25เราสามารถทราบตำแหน่งของอนุภาคได้เป็นอย่างดี
-
2:25 - 2:28แต่มันไม่มีความยาวคลื่น
ดังนั้นเราจึงไม่ทราบโมเมนตัมของมัน -
2:28 - 2:32การจะทราบทั้งตำแหน่งและโมเมนตัมของอนุภาค
-
2:32 - 2:34เราจำเป็นต้องรวมภาพสองภาพเข้าด้วยกัน
-
2:34 - 2:37เพื่อสร้างกราฟที่มีคลื่น
แต่จำกัดให้อยู่เฉพาะในพื้นที่เล็กๆ -
2:37 - 2:39จะทำมันได้อย่างไร
-
2:39 - 2:42ก็โดยการรวมคลื่น
ที่มีความยาวคลื่นต่างๆ เข้าด้วยกัน -
2:42 - 2:47ซึ่งทำให้อนุภาคควอนตัม
มีโอกาสมีค่าโมเมนตัมได้หลายค่า -
2:47 - 2:49เมื่อเรารวมคลื่น 2 อันเข้าด้วยกัน
เราพบว่ามันมีบริเวณ -
2:49 - 2:52ที่สันคลื่นเรียงกันทำให้เป็นคลื่นที่ใหญ่ขึ้น
-
2:52 - 2:56และบริเวณที่สันคลื่นหนึ่ง
ไปซ้อนทับท้องคลื่นอีกอันหนึ่ง -
2:56 - 2:58ผลก็คือ เราจะได้บริเวณที่เราพบคลื่น
-
2:58 - 3:01คั่นด้วยบริเวณที่ราบเรียบไม่มีคลื่น
-
3:01 - 3:03ถ้าเราเพิ่มคลื่นอันที่ 3 เข้าไป
-
3:03 - 3:06บริเวณที่ไม่มีคลื่นก็จะกว้างขึ้นไปอีก
-
3:06 - 3:10เพิ่มคลื่นอันที่ 4 มันก็จะกว้างขึ้นไปอีก
พร้อมกับส่วนที่มีคลื่นจะแคบลงเรื่อยๆ -
3:10 - 3:13ถ้าเราเพิ่มคลื่นเข้าไปเรื่อยๆ
เราก็จะได้กลุ่มคลื่นเล็กๆ อันหนึ่ง -
3:13 - 3:16ที่มีควาวยาวคลื่นชัดเจน อยู่ในบริเวณแคบๆ
-
3:16 - 3:20มันคือ วัตถุควอนตัม
ที่มีคุณสมบัติเป็นทั้งคลื่นและอนุภาค -
3:20 - 3:23การจะได้คุณสมบัตินี้มา
เราต้องแลกกับความแน่นอน -
3:23 - 3:26เกี่ยวกับตำแหน่งและโมเมตัม
-
3:26 - 3:28ตำแหน่งจะไม่ได้จำกัดอยู่ที่จุดเดียวอีกต่อไป
-
3:28 - 3:31มันมีโอกาสที่จะพบอนุภาคที่ตำแหน่งต่างๆ
-
3:31 - 3:33รอบๆ ศูนย์กลางของกลุ่มคลื่นนั้น
-
3:33 - 3:36ซึ่งกลุ่มคลื่นนั้นเกิดจากการรวมกันของคลื่นมากมาย
-
3:36 - 3:38ซึ่งความว่า มันมีโอกาสที่จะพบอนุภาค
-
3:38 - 3:41โดยมันจะมีโมเมนตัมเป็นของคลื่นย่อยอันไหนก็ได้
-
3:41 - 3:45ตอนนี้ทั้งโมเมนตัมและตำแหน่ง มีความไม่แน่นอน
-
3:45 - 3:47และความไม่แน่นอนนั้นเกี่ยวโยงกัน
-
3:47 - 3:49ถ้าคุณต้องการลดความไม่แน่นอนของตำแหน่ง
-
3:49 - 3:53โดยการทำให้กลุ่มคลื่นมีขนาดเล็กลง
ซึ่งจำเป็นต้องเพิ่มคลื่นเข้าไปอีก -
3:53 - 3:55ซึ่งทำให้ความไม่แน่นอนของโมเมนตัม
มากขึ้นไปด้วย -
3:55 - 3:58แต่ถ้าคุณต้องการค่าโมเมนตัมที่ชัดเจนขึ้น
ก็จำเป็นต้องทำให้กลุ่มคลื่นมีขนาดใหญ่ขึ้นไปด้วย -
3:58 - 4:01ซึ่งทำให้ความไม่แน่นอนของตำแหน่งมีมากขึ้น
-
4:01 - 4:03นี่ก็คือ หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก
-
4:03 - 4:08ถูกกล่าวถึงครั้งแรก โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน
แวร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์ก (Werner Heisenberg)
ในค.ศ. 1927 -
4:08 - 4:13ความไม่แน่นอนที่มี ไม่ได้เป็นผลมากจากวิธีการวัด
-
4:13 - 4:17แต่เป็นผลที่เลี่ยงไม่ได้จากธรรมชาติ
ที่มีร่วมกันของอนุภาคและคลื่น -
4:17 - 4:21หลักความไม่แน่นอนไม่เพียงแต่
เป็นข้อจำกัดของการวัดในทางปฏิบัติ -
4:21 - 4:24แต่มันยังไปจำกัด
ถึงคุณสมบัติใดก็ตามที่วัตถุสามารถมีได้ -
4:24 - 4:28ซึ่งเป็นไปตามโครงสร้างที่เป็นรากฐานของเอกภพ
- Title:
- หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์กคืออะไร -แชด ออร์เซล (Chad Orzel)
- Speaker:
- Chad Orzel
- Description:
-
more » « less
ชมบทเรียนแบบเต็มได้ที่: http://ed.ted.com/lessons/what-is-the-heisenberg-uncertainty-principle-chad-orzel
หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก (The Heisenberg Uncertainty Principle) บอกว่าคุณจะไม่สามารถทราบตำแหน่งที่แน่นอนและความเร็วที่แน่นอนของวัตถุไปพร้อมๆกัน
ทำไมถึงทำไม่ได้? ก็เพราะทุกสิ่งในเอกภพประพฤติตัวเสมือนเป็นทั้งอนุภาคและคลื่นในเวลาเดียวกัน แชด ออร์เซลจะพาเราสำรวจแนวคิดทางควอนตัมฟิสิกส์ที่สลับซับซ้อนนี้บทเรียนโดย Chad Orzel, แอนิเมชั่นโดย Henrik Malmgren.
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 04:44
|
Kelwalin Dhanasarnsombut approved Thai subtitles for What is the Heisenberg Uncertainty Principle? | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut accepted Thai subtitles for What is the Heisenberg Uncertainty Principle? | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut edited Thai subtitles for What is the Heisenberg Uncertainty Principle? | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut edited Thai subtitles for What is the Heisenberg Uncertainty Principle? | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut edited Thai subtitles for What is the Heisenberg Uncertainty Principle? | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut edited Thai subtitles for What is the Heisenberg Uncertainty Principle? | |
|
|
Kelwalin Dhanasarnsombut edited Thai subtitles for What is the Heisenberg Uncertainty Principle? | |
|
Pongsakorn Puavaranukroh edited Thai subtitles for What is the Heisenberg Uncertainty Principle? |