De onbepaaldheid van een mens (quantum)

Onderwerp: Quantumwereld

Het effect van toepassen van quantumwetten op grote voorwerpen.

Deze opgave komt uit de lesmethode Pulsar (3e editie) Natuurkunde 6 vwo leerboek, uit het hoofdstuk Quantumfysica. Uitgeverij: Noordhoff Uitgevers bv.

Jeannette, met een massa van 58 kg, loopt over straat met een snelheid van 1,2 m/s.

Vraag a. Bereken haar golflengte.

$\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{m \cdot v} = \frac{6,\!64 \cdot 10^{-34}}{58 \cdot 1,\!2} = 9,\!5 \cdot 10^{-36} \text{ m}$

Vraag b. Hoeveel keer zo groot of zo klein is dit ongeveer in vergelijking met de grootte van een atoom?

De afmetingen van een atoom zijn in de orde van 10-10 m.

De golflengte van Jeanette is dus 25 ordes kleiner.

Vraag c. Stel dat de onbepaaldheid in haar plaats ongeveer zo groot als een atoom zou zijn. Bereken dan de onbepaaldheid van haar impuls.

$\Delta x \Delta p \geq \frac{h}{4\pi} \rightarrow \Delta p \geq \frac{h}{4\pi \cdot \Delta x} \text{ met } \Delta x = 10^{-10} \text{ m}$

Oftewel:

$\Delta p \geq 5 \cdot 10^{-25} \text{ kg m s}^{-1}$

Vraag d. Bereken wat hieruit volgt over de onbepaaldheid in haar snelheid.

$v = \frac{p}{m}$

Hieruit volgt:

$\Delta v \geq \frac{5 \cdot 10^{-25}}{58} \rightarrow \Delta v \geq 1,\!0 \cdot 10^{-26} \text{ m s}^{-1}$