4　概率波 (2).ppt

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1、第17章第4节概率波人教版高中物理选修3-51、德布罗意波的统计解释1926年，德国物理学玻恩（Born，1882—1972）提出了概率波，认为个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但是大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。为了了解光波和物质波是什么样的波，还是从波的波粒二象性入手。观察下图的光的双缝干涉实验。实验原理以及结论：从光源s发出的光通过双缝s1和s2后在屏上显示明暗条纹。按照光的波动理论，条纹的明暗表示到达屏上的光的速度不同。按照光子的模型，每个同频光子都带有一份能量，所以条纹明暗的分

2、布应该是到达屏上的光子数目的分布。因此，光的强弱对应于光子的数目，即明纹处到达的光子的数多，暗纹处到达光子数少。这是否可以认为，是光子之间的相互作用使它表现出了波动行，而不是光子本身就具有波动性呢？２、概率波对光的双缝衍射现象的解释：光是一种粒子，它和物质的作用是“一份一份”地进行的.用很弱的光做双缝干涉实验.从光子打在胶片上的位置，我们发现了规律性。曝光量很少时可以清楚地看出光的粒子性。曝光量很大时可以看出粒子的分布遵循波动规律。实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些无规则分布的点子，那些点子是光子

3、打在底片上形成的，如果曝光时间足够长，我们无法把它们区分开，因此看起来是连续的.单个光子通过双缝后的落点无法预测,但是研究很多光子打在胶片上的位置,我们发现了规律性:光子落在某些条形区域内的可能性较大.这些条形区域正是某种波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域。这个现象表明，光子在空间各点出现的可能性的大小（概率），正是由于这个原因，1926年德国的物理学家波恩指出：虽然不能肯定某个光子落在哪一点，但由屏上各处明暗不同可知，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，落在暗纹处的概率小。这就是说，光子在空

4、间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以，从光子的概念上看，光波是一种概率波。1926年德国物理学家波恩指出：光子落在明处的概率大，落在暗处的概率小。光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以从光子的概念上看，光波是刻画光子在空间的概率分布的一种概率波.物理学中把光波叫做概率波。概率表征某一事物出现的可能性。经过长期的探索，人们发现：光既是一种波,又是一种粒子,光既表现出波动性又表现出粒子性。而在我们的经验中找不到既是波,又是粒子的东西。３、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：大量光子行为显示波动性；个别光

5、子行为显示粒子性；光的波长越长，波动性越强；光的波长越短，粒子性越强。４、概率波对物质波的双缝衍射现象的解释：对于电子和其他微观粒子，由于同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波。也就是说，单个粒子位置是不确定的。对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果。按光子的模型，用统计观点看待单个粒子与粒子总体的联系，并将波的观点与粒子观点结合起来了，但这里的波是特殊意义的波，因而被称为“概率波”．这种对物质波衍射与实物粒子的波粒二象性的理解，称作统计解释或概率解释．一个一个电子依次入射双缝的衍射实验：7个

6、电子100个电子30002000070000【典型例题】（多选）用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图象，则()A．图象(a)表明光具有粒子性B．图象(c)表明光具有波动性C．用紫外光观察不到类似的图象D．实验表明光是一种概率波【答案】ABD【解析】图象(a)曝光时间短，通过的光子数很少，呈现粒子性，A正确。图象(c)曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，B正确。该实验表明光是一种概率波，D正确。紫外线本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，C错误。★谢

7、谢观赏★