Проведём ось вдоль оси пучка через середину щели, а ось
направим вдоль экранов, как показано на рисунке 1. Атомы, проходящие через узкую щель, оказываются локализованными в поперечном направлении, которое задаётся координатой
. Соотношение неопределённостей для данного случая запишем в виде «равенства по порядку величины»:
(1) |
где и
— неопределённости координаты и проекции импульса атомов на ось
.
Рисунок 1
В данном случае в качестве возьмём ширину щели
. Тогда из формулы (1) находим, что
(2) |
Первоначально скорость и импульс атомов были направлены вдоль оси . Появление составляющей импульса
, вытекающее из соотношения неопределённостей, означает, что при прохождении через щель пучок атомов отклоняется «вверх» и «вниз» на угол
, показанный на рисунке. Физический смысл этого отклонения связан с явлением дифракции атомов на щели, причём угол
равен по порядку величины углу дифракционной расходимости пучка. Другими словами, угол
определяет угловую ширину центрального дифракционного максимума.
Из рисунка 1 видно, что
(3) |
Подставляя в (3) из формулы (2), и учитывая, что
, получим
(4) |