17.4-17.5-概率波---不确定关系

17.4---17.5概率波不确定关系-----------------------------------------------------毕节一中：刘家荫阅读教科书P40----P41思考：学一、经典的粒子和经典的波：1：经典粒子的基本特征？2：经典波的基本特征？-----6分钟！！！！二、概率波：1、什么是概率波？24_05_概率波与概率幅——量子物理基础⑴在空间具有弥散性；一、经典的粒子和经典的波：⑴粒子有一定的空间大小、质量和电荷量；1、经典粒子的基本特征：2、经典波的基本特征：⑶粒子有确定的位置、速度（动量）和轨道。⑵粒子的运动遵从牛顿第二定律；⑵具有一定的频率、波长和时空的周期性。在经典物理学中，波和粒子是两个不同的研究对象，具有非常不同的表现，互不相容，遵从不同的规律24_05_概率波与概率幅——量子物理基础对比乙、丙、丁，思考：光子有何特性？乙丙丁二、概率波：光源双缝感光胶片甲个别光子在何处出现具有一定的偶然性，但大量光子在空间何处出现却服从一定的统计规律。-------即：光是一种概率波。二、概率波：（1926年德国物理学家波恩提出的概率波）24_05_概率波与概率幅——量子物理基础7个电子100个电子300020000电子的单缝衍射实验：70000体现了偶然性（粒子性）体现了统计规律（波动性）粒子出现的概率高粒子出现的概率低24_05_概率波与概率幅——量子物理基础注意：波动性不是光（粒）子间相互作用引起的，而是光（粒）子自身的固有性质。1、2、3教科书P42--问题与练习：24_05_概率波与概率幅——量子物理基础17.5不确定性关系阅读教科书P42----P44思考：1.能否同时精确测出微粒的位置和动量？-----8分钟！！！！2.不确定性关系的数学表达式？24_05_概率波与概率幅——量子物理基础17.5不确定性关系1.能否同时精确测出微粒的位置和动量？2.不确定性关系的数学表达式？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。△x△ph/4π（△x表示位置的不确定量，△p表示粒子在x方向上的动量的不确定量）24_05_概率波与概率幅——量子物理基础1、2、3、4教科书P45--问题与练习：24_05_概率波与概率幅——量子物理基础课堂练习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AB24_05_概率波与概率幅——量子物理基础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/sAD24_05_概率波与概率幅——量子物理基础3、为了强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯坦，2004年联合国第58次大会把2005年定为国际物理年．爱因斯坦在100年前发表了5篇重要论文，内容涉及狭义相对论、量子论和统计物理学，对现代物理学的发展作出了巨大贡献．某同学学了有关的知识后，有如下理解，其中正确的是（）A.微观粒子的波动性与经典波的特征相同。B.光既具有波动性，又具有粒子性C.在光电效应的实验中，入射光强度增大，光电子的最大初动能随之增大D.质能方程表明（E=Cm2）：物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系BD24_05_概率波与概率幅——量子物理基础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AD24_05_概率波与概率幅——量子物理基础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变式训练CD24_05_概率波与概率幅——量子物理基础类型二不确定关系的应用例2已知h4π＝5.3×10－35J·s，试求下列两种情况中位置的不确定量．(1)一电子具有200m/s的速率，动量的不确定范围为0.01%.(2)一颗质量为10g的子弹，具有200m/s的速率，动量的不确定量为0.01%.24_05_概率波与概率幅——量子物理基础【解析】(1)电子的动量为p＝mv＝9.1×10－31kg×200m·s－1＝1.8×10－28kg·m·s－1.动量的不确定范围为Δp＝0.01%p＝1.0×10－4×1.8×10－28kg·m·s－1＝1.8×10－32kg·m·s－1由不确定性关系式ΔxΔp≥h4π，得电子位置的不确定范围为Δx≥h4πΔp，所以Δx≥5.3×10－351.8×10－32m＝2.9×10－3m.(1)一电子具有200m/s的速率，动量的不确定范围为0.01%.求位置的不确定量？24_05_概率波与概率幅——量子物理基础(2)子弹的动量为p＝mv＝10×10－3kg×200m·s－1＝2kg·m·s－1动量的不确定范围为Δp＝0.01%p＝1.0×10－4×2kg·m·s－1＝2×10－4kg·m·s－1由不确定性关系式ΔxΔp≥h4π，得子弹位置的不确定范围为Δx≥h4πΔp所以Δx≥5.3×10－352×10－4m＝2.65×10－31m.(2)一颗质量为10g的子弹，具有200m/s的速率，动量的不确定量的范围为0.01%.求位置的不确定量？24_05_概率波与概率幅——量子物理基础2．设子弹的质量为0.01kg，枪口直径为0.5cm，试求子弹射出枪口时横向速度的不确定量．变式训练解析：枪口直径可以当作子弹射出枪口位置的不确定量Δx，由于Δp＝mΔv，由不确定关系式得子弹射出枪口时横向速度的不确定量Δv≥h4πmΔx＝5.3×10－350.01×0.5×10－2m/s＝1.06×10－30m/s.