不確定性原理とは？
ふかくていせいげんり
「原理」の用語まとめを見る不確定性原理とは、粒子の位置と運動量を同時に正確に測定することは原理的に不可能であるという量子力学の基本原理です。
不確定性原理（Heisenbergの不確定性原理）は、1927年にドイツの物理学者ヴェルナー・ハイゼンベルクが提唱した量子力学の根本命題です。粒子の位置の不確かさと運動量の不確かさの積には、プランク定数をπで割った値の半分以上という下限があり、どちらかを精密に測ろうとすると、もう一方が必然的にぼやけてしまいます。
これは測定装置の精度不足ではなく、自然界の本質的な性質です。量子の世界では、粒子は「確定した状態」を持たず、観測という行為そのものが系を乱します。光子を使って電子の位置を測定しようとすると、光子が電子に与えるエネルギーが運動量を変えてしまうのです。
不確定性原理が現れる代表的な例は次のとおりです。
- 電子の軌道：原子核の周りを「軌道」で回るのではなく、確率分布（電子雲）として存在する
- 真空の量子ゆらぎ：真空でさえエネルギーが完全にゼロにはなれず、絶えず揺らいでいる
- レーザーの線幅：光の周波数と時間にも同様の不確定性関係が成立する
不確定性原理は現代の半導体・レーザー・MRI技術の理論的基盤であり、自然界の根本的な仕組みを示す重要な概念です。
使い方・例文
「電子顕微鏡でナノ構造を観察しようとすると、不確定性原理の制約から分解能に物理的な限界がある」といった文脈で使われます。
この用語をシェア
最終更新: