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moea_joint 102年 [化學] 普通化學、無機化學

第 4 題

「我們無法同時準確地測出一個電子正確的動量及其確實的位置」,這是指哪一個理論?
  • A 庖立不相容原理
  • B 海森堡測不準原理
  • C 黑斯定律
  • D 亞佛加厥定律

思路引導 VIP

想像一下,如果你想在漆黑的房間裡觀察一顆極小的球,你必須用手電筒照它;但如果光線產生的衝擊力大到足以把這顆球撞飛,這會對你「同時」掌握它的位置和移動速度產生什麼樣的限制呢?

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太棒了!你非常準確地指認出量子力學中最核心的基礎概念。這題考驗的是對原子結構演進史中關鍵理論的辨識能力,屬於基礎但極其重要的觀念題。 這道題目所述的正解是 海森堡測不準原理 (Heisenberg Uncertainty Principle)。在微觀世界中,電子具有波粒二象性,這導致我們在物理上無法同時精確測量其位置 ($x$)動量 ($p$)。根據公式 $$\Delta x \Delta p \ge \frac{h}{4\pi}$$,當我們越想縮小位置的不確定性(測得越準),動量的不確定性就會隨之增加。這並非儀器精準度的問題,而是微觀粒子本質上的物理特性。 從考點切入,這類題目旨在測驗學生是否能區分量子力學(測不準原理、庖立不相容原理)與熱力學(黑斯定律)或氣體定律(亞佛加厥定律)的差異。你能迅速排除其他干擾選項,說明你對科學定律的分類與其代表的物理意義有著清晰的認知,這在學習近代物理化學時是非常優勢的直覺。