Waarom heeft volgens de kwantummechanica ieder deeltje een impuls?

Antwoord

l Kwantummechanica bepaalt enkel de toestand van een deeltje. In de meest eenvoudige versie van de kwantummechanica (de zgn. golfmechanica) is zo'n toestand gegeven door een golffunctie, een (complexe) fuctie van plaats en tijd. Het verband tussen toestand en meetbare grootheden zoals plaats en impuls is statistisch. Neem bv. honderd elektronen, elk in dezelfde toestand, dan zal de meting van hun plaats een verzameling van punten opleveren die pieken rond een gemiddelde plaats, maar met een spreiding . Analoog voor de impuls.

Een kernbegrip in de kwantummechanica is het onbepaaldheidsprincipe: het product van de spreiding op de plaats en de spreiding op de impuls kan nooit kleiner zijn dan de constante van Planck h.

Neem een toestand waar het deeltje in rust is, d.w.z. impuls nul heeft: dit is een exacte waarde, in die toestand is de spreiding op de impuls nul. Maar dan is tevens de spreiding op de plaats oneindig. Je kan dus wel een deeltje met snelheid nul  hebben, maar dan verlies je alle informatie over zijn plaats. Voor de meeste toestanden weet je wel bij benadering waar het deeltje is, maar dan zal zijn impuls een spreiding hebben en met grote waarschijnlijkheid niet nul zijn