概率波与不确定关系讲解.ppt

不确定度关系（uncertainty relatoin) 三、不确定度关系 经典力学：运动物体有完全确定的位置、动量、能量等。 微观粒子：位置、动量等具有不确定量（概率）。 电子衍射中的不确定度 一束电子以速度 v 沿 oy 轴射向狭缝。 电子在中央主极大区域出现的几率最大。 y b 光强 △x表示粒子位置的不确定量，△p表示沿x轴的动量不确定量。 △x越小，明纹宽度越大，θ角越多，p的不确定量越大。衍射越明显。反之，p的不确定量越小。 不确定性关系 1.能否同时精确测出微粒的位置和动量？ 微观粒子的位置和动量不能同时确定，若位置的不确定量减小了，动量的不确定量就会增大；若粒子有确定的动量，其位置就完全不确定。 2.不确定性关系 若用△x表示位置的不确定量，用△p表示粒子在x方向上的动量的不确定量，则△x △p》h/4π 课堂练习 1. 下列说法正确的是 （ ） A.光波是—种概率波 B.光波是一种电磁波 C.单色光从光密介质进入光疏介质时．光子的能量改变 D.单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变 AB 选项 分析过程 结果 A 光波是概率波 对 B 麦克斯韦电磁理论 对 C 光子的能量与频率有关ε=hv 错 D ? =c/f,而f不变 错 2、下列说法中正确的是 ( ) A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性 B．光的频率越大，波长越大 C．光的波长越大，光子的能量越大 D．光在真空中的传播速度为3.00?108m/s AD 在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是(　　) A．使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样 B．单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样 C．光子通过狭缝的运动路线是直线 D．光的波动性是大量光子运动的规律 类型一 对光波是概率波的理解 例1 课堂互动讲练 【解析】　个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波动性．如果时间足够长，通过狭缝的光子数也就足够多，粒子的分布遵从波动规律，底片上将会显示出衍射图样，A、D选项正确．单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底片上也不会出现完整的衍射图样，B、C选项错． 【答案】　AD 1．在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子(　　) A．一定落在中央亮纹处 B．一定落在亮纹处 C．可能落在暗纹处 D．落在中央亮纹处的可能性最大 解析：选CD.根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上．当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，只不过落在暗纹处的概率很小而已，故只有C、D正确． 变式训练 类型二 不确定关系的应用 例2 【答案】　(1)Δx≥2.9×10－3m　(2)Δx≥2.65×10－31 m 【点评】　子弹的不确定范围远小于子弹的大小，可忽略不计，用经典力学来描述它的运动规律是足够准确的．而电子的不确定范围远大于其本身大小，就不能用经典力学来描述了． 2．设子弹的质量为0.01 kg，枪口直径为0.5 cm，试求子弹射出枪口时横向速度的不确定量． 变式训练 答案：1.06×10－30 m/s 历史上，关于光的本性有两种学说 干涉衍射偏振现象证明了波动说 波动说无法解释光电效应 及康普顿效应 麦克斯韦理论使波动说近乎完美 重新认识光的粒子性 光同时具有波粒二象性 一.光的波粒二象性 二.粒子的波动性(德布罗意波或物质波) 运动的粒子也有波动性，应该产生衍射 波长很短，障碍物（孔隙）应该很小，一般物体不行 1927年得出了电子衍射图样 此前已经了解了晶体的结构（用伦琴射线） 后来陆续证实了其它粒子具有波动性。德布罗意提出物质波假设： v=E/h λ=h/P 得到验证 一切运动的物体都波动性 德布罗意公式 这种波称为德布罗意波或物质波 注 意 若 则 若 则 例题 电子衍射图样 电子束透过多晶铝箔的衍射 K 双缝衍射图 例1：试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长。 解：估计一个中学生的质量m≈50kg ，百米跑时速度v≈7m/s ，则 由计算结果看出，宏观物体的物质波波长非常小，所以很难表现出其波动性。 例: 计算m=0.01kg，V=300m/s的子弹的德布罗意波长. 因Vc ,故有 例2：为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜。下列说法中正确的是 A.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此不容易发生明显衍射 B.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以