La velocidad de la luz es una constante universal, por lo que sin duda sabemos la velocidad de los fotones. Si conocemos la velocidad, entonces no debemos tener ninguna información sobre su ubicación, por principio de incertidumbre de Heisenberg. Pero estoy cien por ciento seguro cuando la luz pasa a través de mi ventana.
¿Por qué es esto así?
El Principio de Incertidumbre de Heisenberg no implica velocidad. Implica el impulso, y este es uno de los lugares en los que la distinción es muy importante. Los fotones todos viajan a la misma velocidad, sí, pero su impulso puede tomar cualquier valor. Como tal, la incertidumbre en su posición y la incertidumbre de su impulso aún están vinculados en la misma forma que serían la materia ordinaria.
De hecho, debido al hecho de que los fotones viajan a la velocidad de la luz, su energía y de impulso están relacionados por $E=pc$. La aplicación de la costumbre de Planck-Einstein relación $E=hf$, podemos ver que la incertidumbre en la fotones impulso es también directamente proporcional a la incertidumbre en los fotones de frecuencia, que podría ser más fácil para fotografía (por ejemplo, en el caso de los fotones, el Principio de Incertidumbre de Heisenberg enlaces de la incertidumbre en su posición, y la incertidumbre en cuanto a su frecuencia).
Si conocemos la velocidad, entonces yo no debería tener ninguna información acerca de su ubicación, ya que de Heisenberg del principio de incertidumbre.
El principio de incertidumbre en sus formas comunes dice:
$$\Delta p\Delta x \ge \frac \hbar 2$$
Ahora, si usted sabe que la velocidad de un fotón no sabe absolutamente nada sobre el impulso de un fotón, porque su impulso es $\frac{hf}{c}$ y usted no sabe la frecuencia de $f$, y por lo tanto, usted no sabe $\Delta p$.
Asimismo, sabiendo que entró por la ventana realidad no dicen mucho acerca de la $\Delta x$.
Cualquier medición de $f$ tendrá una incertidumbre y por lo tanto no habrá una incertidumbre a $x$.
Me gustaría mencionar algunas de interpretación que me hizo entender estos concepto más fácil para mí.
Imagina que tu ventana se redujo en aproximadamente el tamaño de la longitud de onda. Sin duda observar la difracción fenómeno bajo esta condición.
Se puede interpretar como un resultado del principio de incertidumbre en un caso cuando X eje es paralelo al de la pared donde instaló su diminuta ventana.
(Después de la disminución de la incertidumbre de los fotones de la posición [on X eje], el fotón aumento de su incertidumbre del momento [en X eje también] por el principio de incertidumbre que debe ser conservado)
Otras personas han comentado sobre la distinción entre el impulso y velocidad, pero también hay una distinción entre la velocidad y la velocidad. Simplemente conocer un objeto de la velocidad no diré su velocidad. Si representamos el impulso de un vector, no puede ser la incertidumbre, tanto en su longitud y dirección. Por lo tanto, incluso si usted conoce a una alta precisión de la frecuencia de un fotón, todavía hay incertidumbre en cuanto a su impulso. Ya que, dado un fijo de la incertidumbre en la dirección, la incertidumbre en el momento es proporcional a la frecuencia, la posición de alta frecuencia de los fotones puede, todo lo demás siendo igual, se encuentra con mayor precisión que la posición de baja frecuencia de los fotones. Y dado un fijo de la incertidumbre en la posición de alta frecuencia de los fotones tienen menos incertidumbre en la dirección. Cuando intenta enviar un rayo de luz en una dirección en particular, hay una cierta cantidad mínima de difusión, y ese mínimo es inversamente proporcional a la frecuencia (y por lo tanto es directamente proporcional a la longitud de onda) e inversamente proporcional al tamaño del emisor. Esto está relacionado con el hecho de que las ondas con mayor longitud de onda se difractan más: porque hay más incertidumbre en la dirección de un fotón con longitud de onda en comparación con la de una corta longitud de onda uno, el de larga longitud de onda del fotón puede doblarse alrededor de las esquinas más fácilmente. Si pones una alta frecuencia de un fotón a través de la doble rendija experimento, el patrón de difracción será más espaciado que si el uso de una baja frecuencia de los fotones.
Esta es una menor respuesta técnica, por un no-físico.
El principio de incertidumbre se aplica principalmente al examinar las partículas individuales. En términos sencillos, se dice que usted no puede saber tanto el impulso y la posición de una partícula a la perfección con precisión: la forma más precisa de determinar uno, el menos preciso que el otro es.
Sin embargo, la mecánica cuántica nos permite determinar las probabilidades. Y al agregar un enorme número de partículas, la medida total es muy parecido a la espera de probabilidades. Como una analogía, no se puede predecir si un individuo tirón de la moneda sea cara o cruz, pero si se realizan millones de volteretas, usted puede estar bastante seguro de que el número de cabezas de la mitad de ellos.
No hay nada especial acerca de la luz en su pregunta. También estoy 100% seguro de la localización y el momento de mi silla. Teóricamente, los átomos podrían de repente trasladarse a diferentes lugares en mi habitación (o en cualquier otro lugar, para el caso), pero la probabilidad es infinitessimal. Un par de partículas, de vez en cuando revolotean en algún lugar, pero son insignificantes cuando se trata con el presidente como un todo.
Y lo mismo es cierto para la luz que pasa a través de su ventana. Muchos fotones se desvían de la trayectoria esperada, pero cuando tratamos con el enorme número en un rayo de luz, el promedio es de lo que vemos.
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