高三物理不确定关系(第五节).ppt

17-5.物质波 不确定关系;一. 物质波 实物粒子的波粒二象性;不仅光具有波粒二象性，一切实物粒子(如电子、原子、分子等)也都具有波粒二象性; 具有确定动量 P 和确定能量 E 的实物粒子相当于频率为 和波长为 的波, 二者之间的关系如同光子和光波的关系一样, 满足：;例：电子在电场里加速所获得的能量;X射线范围; 电子束在晶体表面散射实验时，观察到了和X射线在晶体表面衍射相类似的衍射现象，从而证实了电子具有波动性。;电子衍射实验;例 计算m=0.01kg，V=300m/s的子弹的德布罗意波长.;波函数及其统计解释 ;电子数 N=7; 在经典力学中，质点（宏观物体或粒子）在任何时刻都有完全确定的位置、动量、能量等。由于微观粒子具有明显的波动性，以致于它的某些成对物理量（如位置坐标和动量、时间和能量等）不可能同时具有确定的量值。; 电子可在缝宽 范围的任意一点通过狭缝，电子坐标不确定量就是缝宽 ，电子在 x方向的动量不确定量:;严格的理论给出的不确定性关系为：; 由于 ;原子线度为10-10m , 计算原子中电子速度的不确定度。; §12—3 波函数 薛定谔方程及简单应用; 对于微观粒子，牛顿方程已不适用。; 对于动量为P 、能量为 E 的一维自由微观粒子，根据德布罗意假设，其物质波的波函数相当于单色平面波，类比可写成：;波函数的统计意义;dV=dx dy dz;二. 波函数的标准化条件和归一化条件;;定态薛定谔方程;四.用薛定谔方程解一维无限深势阱;保守力与势能之间的关系： ;由边界条件得：;(1)粒子能量不能取连续值;（2）粒子的最小能量不等于零;(3)粒子在势阱内出现概率密度分布;（4）有限深势阱，粒子出现的概率分布;得到两相邻能级的能量差; 在这种情况下，相邻能级间的距离是非常小的，我们可以把电子的能级看作是连续的。; 可见能级的相对间隔 随着n的增加成反比地减小。当 时 ， 较之 要小的多。这时，能量的量子化效应就不显著了，可认为能量是连续的，经典图样和量子图样趋与一致。所以，经典物理可以看作是量子物理中量子数 时的极限情况。;五.一维方势垒 隧道效应 ;设三个区??的波函数分别为;解为：; 三个区域中波函数的情况如图所示：;扫描隧道显微镜(STM);;壁栖展姐懒诵呸惋聘婿快莲方饶四垣矩咽绞聋晾行丽淤奎掳铁朔短鳞竖埃高三物理不确定关系(第五节)高三物理不确定关系(第五节)