เราสามารถบอกตำแหน่งที่แน่นอนของอนุภาคซึ่งเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วได้หรือไม่

ไฮเซนเบิร์ก

ไฮเซนเบิร์ก(Heisenberg)

     วิธีทำการทดลอง
          ไฮเซนเบิร์ก ทำการทดลองในหัวสมอง(thought experiment) เพื่อวัดตำแหน่งของอิเล็กตรอน

     ผลการทดลอง
          เขาสรุปว่า เราไม่สามารถระบุตำแหน่งของอิเล็กตรอนได้ ถ้าเราอยากรู้ว่าอิเล็กตรอนอยู่ที่ไหนอย่างแน่นอน เราต้องเห็นอิเล็กตรอนอย่างชัดเจน ถ้าเราต้องการเห็นอะไรอย่างชัดเจน เราก็ต้องให้แสงสว่างไปที่อิเล็กตรอน ปรากฎว่าเมื่อให้แสงสว่างแล้วอิเล็กตรอนก็เปลี่ยนตำแหน่งไปอีก เราก็ต้องให้แสงสว่างอีกครั้งเพื่อจะหาตำแหน่งใหม่ของอิเล็กตรอน ยกตัวอย่างในเชิงเปรียบเทียบ ให้ผึ้งแทนอิเล็กตรอน และแสงไฟเป็นแสงสว่าง

          จะเห็นว่า ถ้าเรามองไม่เห็นผึ้ง เราจึงส่องไฟไปที่ผึ้งเพื่อหาตำแหน่งของผึ้ง เมื่อเราเห็นผึ้งแล้ว ผึ้งตกใจบินไปที่ตำแหน่งใหม่ เราจึงต้องส่องไฟหาผึ้งอีกครั้ง เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่า เราจึงไม่ทราบตำแหน่งและความเร็วที่แท้จริงของผึ้งได้ ในทำนองเดียวกันเราจึงไม่สามารถระบุตำแหน่งและความเร็วที่แท้จริงของอิเล็กตรอนได้เช่นกัน

     สรุปผลการทดลอง
          เขาจึงกล่าวว่า "เราไม่สามารถระบุตำแหน่งของคลื่นได้" ดังนั้น การที่จะบอกตำแหน่งที่แน่นอนของอิเล็กตรอนเป็นไปได้ยาก เขาจึงได้เสนอหลักความไม่แน่นอน(uncertainty principle) ซึ่งกล่าวว่า

          สมการความไม่แน่นอนตามแนวแกน x ซึ่งได้จากการอนุพัทธ์สมการ(derive) ของกลศาสตร์ควอนตัม(quantum mechanics)

          เมื่อ     = ความไม่แน่นอนในการวัดตำแหน่งตามแนวแกน x
                  = ความไม่แน่นอนสำหรับค่าโมเมนตัมเชิงเส้นตรงในทิศทาง x

     แบบจำลองอะตอมของไฮเซนเบิร์ก

          นิวเคลียสอยู่ตรงกลางอะตอมประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ส่วนอิเล็กตรอนอยู่รอบนิวเคลียสคล้ายกลุ่มหมอก เราจะพบอิเล็กตรอนในบริเวณที่มีสีเข้มมากกว่าสีอ่อน ซึ่งโอกาสที่จะพบอิเล็กตรอนเราเรียกอีกชื่อหนึ่งว่าออร์บิทัลของอะตอม(atomic orbital)