概率波与不确定关系.pptVIP

17.4概率波

17.5不确定关系;波粒二象性;一：经典的粒子和经典的波;气体分子热运动时;光既表现出波动性，又表现出粒子性，由于微观世界的某些属性与宏观世界不同，而我们的经验仅局限于宏观物体的运动．在生活中找不到一个既具有粒子性、又具有波动性的物理模型帮助我们研究光子的规律．

随着人类认识的范围不断扩大，不可能直接感知的事物出现在我们的眼前，需要我们建立新的模型，提出新的理论来进行研究，对于一种模型，只要能与实验结果一致，它就能在一定范围内表示所研究对象的规律．;光的干预;短;;课堂练习：

1、光的_________和___________现象说明光具有波动性，____________________现象说明光具有粒子性．我们无法只用其中一种观点说明光的一切行为，因而认为光具有__________性．

2、光既具有波动性，又具有粒子性。大量光子表现出的_________强，少量光子表现出的________强；频率高的光子表现出的_________强，频率低的光子表现出的_________强．;电子的干预;7个电子;通过上述实验可知：

虽然不能肯定某个光子落在哪一点，但在屏上各处明暗不同可以推知，光子落在各点的概率是不一样的，即光子落在明纹处的概率大，落在暗处的概率小。那么光子在空间出现的概率可以通过衍射、干预的明暗条纹这样的波动规律确定。

----------光是一种概率波。

物质波也具有波粒二象性，同样物质波也是概率波。

现象：1.单个粒子的位置是不确定的，但在某点附近出现的概率的大小可以由波动规律确定。

2.大量粒子，概率的分布导致确定的宏观结果。粒子数越多，规那么的条纹越来越明显。;伽尔顿板实验——说明单个小球下落的位置是不确定的,但是它落在中间狭槽的可能性要大一些，即小球落在中间的概率较大．;经典波动与概率波的区别;双缝和屏幕之间——到底发生了什么？

电子——不是经典粒子;宏观物体微观粒子

具有确定的坐标和动量没有确定的坐标和动量

可用牛顿力学描述。需用量子力学描述。

有连续可测的运动轨道，可有概率分布特性，不可能分辨

追踪各个物体的运动轨迹。出各个粒子的轨迹。

体系能量可以为任意的、连能量量子化。

续变化的数值。;对波粒二象性的理解;不确定关系;粒子束〔光子、电子〕会发生衍射，粒子的位置和动量不能同时确定;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:;不确定关系的物理意义和微观本质;例1:一颗质量为10g的子弹，具有200m·s-1的速率，假设其动量的不确定范围为动量的0.01%(这在宏观范围是十分精确的了)，那么该子弹位置的不确定量范围为多大?;例2．一电子具有200m/s的速率，动量的不确定范围为动量的0.01%(这已经足够精确了)，那么该电子的位置不确定范围有多大?;量子力学;能量与时间的不确定关系：;利用数学方法对微观粒子的运动进行分析可以知道：;三、不确定度关系;不确定性关系;;2、以下说法中正确的选项是()

A．光的干预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;在验证光的波粒二象性的实验中，以下说法正确的选项是()

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;【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．;;【答案】(1)Δx≥2.9×10－3m(2)