O QUE É O PRINCÍPIO DA INCERTEZA DE HEISENBERG?

que que é esse tal princípio da incerteza de Heisenberg primeiro de tudo Heisenberg Werner Heisenberg esse cara que está vendo muito feliz aí na tela bom para explicar esse fenômeno da física eu vou usar com você um experimento que às vezes dá para você fazer em casa mas eu fiz em laboratório e trouxe os resultados aqui para você como que funciona esse experimento que vai explicar um pouco do princípio da incerteza de Heisenberg lá da mecânica quântica funciona assim eu tenho um laser tá vendo aqui ó eu tenho um laser E aí ele vai soltar

um feixe geralmente a gente utiliza um laser muito potente aqueles lasers lasers verde vermelho de alta intensidade nunca aponte aquilo para o olho tá E aí tem o laser aqui ele vai soltar esse feixe aqui eu tenho um anteparo nesse anteparo tem um buraco tá vendo o laser vai passar por dentro desse buraco e vai bater lá no outro anteparo aqui nessa região que ser uma parede por exemplo beleza e nessa região aqui você vê onde o laser bateu Só que tem um segredo aqui esse anteparo que eu tenho aqui eu posso abrir e fechar

ele então conforme eu vou fechando esse anteparo o que que vai acontecer com o laser é isso que eu quero que você pense então Imagine que esse buraco que tem aqui esse anteparo eu consigo ir fechando ele fechando fechando fechando o que que você espera que aconteça com o laser é o que eu vou mostrar aqui para você ir na sequência Olha só se você tá com anteparo lá aberto não tá acontecendo nada você imagina que o laser que vai bater lá na parede e vai ter esse formato aqui certo se você fechar um pouco

mais o anteparo bom parte do laser não vai conseguir passar por ele né as beiradas ali então ele vai ficar com esse formato aqui um pouco mais estreito agora se eu for fechando mais ainda a fenda o que que vai acontecer vai ficando mais estreito ainda porque porque parte laser não tá mais conseguindo passar ali pelo buraco e se eu fechar um pouco mais olha só o que acontece eu fico com essa configuração aqui a pergunta que eu faço para você é e se eu deixar essa fenda muito Estreita mas muito muito muito muito muito

muito Estreita do tamanho talvez de um fio de cabelo Qual é o formato que ela vai ter aqui e aí vem uma coisa muito assustadora Porque conforme foi fechando a fenda a tendência é que o feixe do laser que bate lá na parede seja cada vez menor mas não é isso que acontece quanto mais eu vou fechando a fenda próximo de unidades microscópicas latômicas o que vai acontecer é que na verdade o fecho vai começar a se alargar lá na parede calma aí deles não tô entendendo nada cara olha só tinha o feixe certo ele

tava muito grande lá batendo na parede quando o buraco tava lá bem aberto conforme eu vou fechando a fenda vai passando menos luz ó que é o que tá acontecendo aqui porém quando eu fecho muito a fenda o que acontece é que esse fecho começa a se espalhar novamente e aí vem a ideia do princípio da incerteza de Heisenberg que a gente vai ver aqui só que você pode ajudar o teu professor aqui dando um like nesse vídeo ou comentando aqui no vídeo mesmo os comentários aqui do canal Mas se você quiser me ajudar mais

ainda você pode fazer parte do meu time de alunos tem um curso de física que tá aqui no primeiro comentário fixado você vai ali nos comentários o comentário que tiver no topo que eu mesmo vou colocar lá é um link de um curso de física esse curso de física faz parte de uma plataforma que eu tenho que tem mais de 15 mil alunos em 62 países ao redor do mundo eu nunca achei que eu ia ser um professor que ia ter mais de 15 mil alunos Então me ajuda aí ou dá like ou se inscreve

lá nos nossos cursos que são mais baratos que uma pizza Beleza então eu trouxe aqui uma imagem que eu mesmo fiz em laboratório desse feixe conforme eu fui fechando a fenda eu fui vendo que o fecho do laser iria se espalhando lá no fundo como se fosse mais ou menos a configuração de uma onda isso é explicado pelo princípio da incerteza de Heisenberg que é mostrado por essa equação aqui a Denis quando mostra a equação eu não gosto muito mas você vai ver que é tranquilo olha só essa equação que mostra o princípio da incerteza

de Heisenberg vamos entender o que que cada uma dessas coisas aqui querem dizer primeiro de tudo o que que significa esse triângulo aqui isso aqui a gente chama da letra grega Delta então sempre você vai ler assim ó Delta x e aqui vai ser Delta P isso aqui é o sinal de maior ou igual né Maior ou igual a h cortado sobre dois deles o que que é cada uma dessas coisas o conta X é a posição da partícula Então imagina que o laser que tá indo ali ele é feito de vários fótons né que

são as partículas de luz Então imagina uma dessas partículas só uma bolinha o delta X é a posição dessa partícula o que que é o delta p é o momento dessa partícula o momento na física tem a ver com a velocidade Então imagina que você tá tratando da velocidade daquela partícula Delta X é a posição do fóton que tá indo ali Delta p a velocidade dele e também tem um pouco a ver com a massa o h cortado é o que a gente chama de constante de plank reduzida ela não tem muita serventia aqui na

nossa explicação Mas o que eu quero que você entenda que ela é um valor muito pequeno olha só é esse valor aqui ó 6,62 60 70 15 vezes 10 elevado a -34 metros quadrados quilograma por segundo Eu quero que você se tenha nesse número aqui 10 elevado a -34 quando tem o sinal de menos aqui significa que tudo isso é de 0 que tá na frente do número então é 000 34 vezes 6 6 2 6 0 7 0 1 5 ou seja a constante de Planck é um valor muito pequeno o valor muito pequeno

dividido por 2 vai continuar sendo o valor muito pequeno ainda Então na verdade a princípio da incerteza de Heisenberg fala o seguinte que você multiplica a posição pelo momento ou pela velocidade da partícula Isso aqui vai ter que ser maior ou igual a esse número aqui muito pequenininho mas muito pequenininho o que que eu quero que você entenda para eu manter essa equação aqui funcionando Olha só se isso aqui é uma multiplicação e por exemplo eu tenho um Delta x o valor da posição muito grande essa variação para conservar essa equação para que tudo isso

aqui continue sendo maior ou igual a constante de plank sobre dois significa que a minha precisão na posição da partícula vai ter que diminuir porque se eu quero manter tudo isso aqui da equação igual e ao aumento uma coisa a outra coisa vai ter que diminuir então se eu tenho um Delta x muito grande uma posição muito grande com certeza a incerteza na velocidade Vai ser menor da mesma forma que se eu mudar se eu pegar um Delta x muito pequeno para conservar essa equação a minha variação da velocidade vai ser vai ter que ser

muito grande deles mas eu não tô entendendo o que que isso tem a ver com o nosso experimento olha só qual que tá acontecendo ali lembra que quando a gente fecha ali o orifício o fecho acaba se espalhando quando você chega em medidas Muito pequenas ali do tamanho daquele orifício vamos explicar aqui ó a gente tá olhando o orifício aqui de frente na tela É como se você fosse o laser você tivesse entrando nesse orifício ali na tela tá vendo Então se eu tenho uma uma abertura ali muito grande significa que o meu Delta x

que eu falei para você que a posição é muito grande certo se eu tenho o delta x muito grande olha aqui a equação aqui do lado ó a minha velocidade das partículas A incerteza na velocidade vai ser muito pequena certo essa situação aqui ó se nós voltarmos aqui lá no começo é a situação do primeiro desenho aqui ó do primeiro desenho Tá vendo quando o orifício ainda tá muito largo lá e você não tá tendo nenhum problema Beleza agora o que acontece se eu fechar esse buraco ali o que que vai acontecer o delta x

vai ser muito pequeno Olha só se o delta X é muito pequeno o que que acontece com a precisão na velocidade das partículas Olha só na equação tem que aumentar para que para que matemáticamente eu conserve essa equação aqui e aí vem a explicação ali do teu laser Por que que o feixe ele acaba se afastando quando você tem um orifício muito pequenininho ali porque pelo princípio da incerteza de Heisenberg essa equação vai ter que se manter constante E aí eu acabo fazendo com que essas partículas tenham velocidades que vão para os lados e aí

faz com que o feixe se alargue quando eu tô com orifício lá do feixe muito grande a imprecisão da velocidade delas é muito pequena então não acontece nada elas vão em linha reta agora quando eu fecho esse orifício para conservar essa equação a velocidade delas tem que mudar e aí muda vetorialmente que eu seja elas vão para os lados e aí por isso que você tem a formação dessa última imagem aqui beleza mas Denise isso acontece para qualquer situação não é só quando eu tô tratando de situações microscópicas na verdade na escala atômica Então esse

esse orifício Ali vai ter que ter de escala atômica para poder ver esse efeito por isso que o princípio da incerteza de Heisenberg não acontece no nosso dia a dia porque nós não estamos em escala atômica beleza eu tô tratando isso aqui para a gente falar de objeto macroscópico e microscópico porque imagina que você pega uma caixa tá e você fica com raiva e dá um chute nela com uma velocidade de 15 metros por segundo no mundo que a gente tá tratando que você viu lá no ensino médio o mundo de de Newton de Einstein

etc você consegue saber a velocidade dessa caixa que é 15 metros por segundo e você consegue saber onde ela vai cair Ou seja a posição dela porque a gente usa lá aqueles aquelas equações de movimento projétil e tudo mais e você consegue fazer a conta da velocidade inicial e de onde essa caixa vai cair porém se eu trocar essa caixa por elétrons E aí eu já tô falando do mundo quântico eu não vou conseguir fazer isso eu posso saber a velocidade do meu elétron por exemplo 15 metros por segundo Mas onde ele vai cair eu

nunca vou saber é isso que diz o princípio da incerteza de Heisenberg para aquela equação se conservar você nunca vai conseguir saber a posição de uma partícula e a velocidade dela ao mesmo tempo a Denis não tô entendendo olha só se eu der um chute no meu elétron com 15 metros por segundo por exemplo uma questão didática você nunca vai saber se ele vai cair ali mais para cima no meio ou mais para baixo mesmo que você usa uma equação muito precisa você nunca vai saber tudo isso aqui vai ser restringir é uma probabilidade então

na mecânica quântica você não consegue calcular com exatidão você consegue molecular qual é a probabilidade daquele elétron estar em determinada posição Denis mais por que que a mecânica quântica é assim cara é porque o universo é sim o universo se comporta de forma diferente quando você tá tratando de átomos elétrons moléculas e etc e ele se comporta de outra maneira quando está tratando de você de um elefante de um cachorro de um computador que são objetos macroscópicos então o princípio da incerteza de Heisenberg fala que você nunca vai conseguir medir a posição de uma partícula

e a velocidade dela ao mesmo tempo você sempre vai saber uma coisa e a outra coisa você vai ficar em dúvida mas deles então vamos construir uma máquina muito boa não tem a ver com a máquina com a engenharia tem a ver com a natureza que não deixa que você faça isso porque que a gente por que que a gente não vê essas coisas no mundo macroscópico que são lá elefantes cachorros computadores celulares etc porque na verdade você tá tratando de objetos que são muito grandes e aí essa ideia de onda e partícula não faz

muito sentido mas de certa forma na mecânica quântica Você pode tratar todos os objetos inclusive você como sendo uma onda porém essa onda para objetos muito grandes é muito pequenininha E aí você não consegue detectar mas quando você começa a tratar de partículas por exemplo você começa a ter uma precisão maior da mecânica quântica que é o caso que a gente tava tratando lá no começo aqui dessa aula a gente tá tratando do quê De fótons que são partículas de Luz como elas são muito pequenininhas elas entram no ramo da mecânica quântica e isso faz

com que eu consiga explicar aqui pelo princípio da incerteza de Heisenberg Por que que esse bendito feixe de laser não diminui até o fim porque que quando eu chego num tamanho específico ele começa a se espalhar justamente porque eu não posso conservar momento e posição ao mesmo tempo então a natureza faz com que o feixe se Espalhe muito interessante né curta aí o vídeo se inscreva aí no nossos cursos obrigado e tchau