湖南师大 高三物理 不确定关系课件 新人教版.ppt

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1、第十七章　波粒二象性第5节不确定性关系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。经典波动与德布罗意波(物质波)的区别经典的波动(如机械波、电磁波等)是可以测出的、实际存在于空间的一种波动。而德布罗意波(物质波)是一种概率波。简单的说，是为了描述微观粒子的波动性而引入的一种方法。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）

2、电子衍射中的不确定性一束电子以速度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yy分析计算可得:①许多相同粒子在相同条件下实验,粒子在同一时刻并不处在同一位置。②用单个粒子重复,粒子也不在同一位置出现。不确定性关系(1901~1976)经严格证明应为：这是著名的海森伯测不准关系式（约化普朗克常量）例1.一颗质量为10g的子弹，具有200m·s-1的速率，若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)，则该子弹位置的不确定量范围为多大?子弹位置的不确定范围是微不足道的。可见子弹的动量和位置都能精确地

3、确定，不确定关系对宏观物体来说没有实际意义。解:子弹的动量P=mv=2.0kgm/s动量的不确定范围由不确定关系式得子弹位置的不确定范围例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)，则该电子的位置不确定范围有多大?原子大小的数量级为10-10m，电子则更小。电子位置的不确定范围比原子的大小还要大几亿倍，可见企图精确地确定电子的位置和动量已是没有实际意义。解:电子的动量为P=mv动量的不确定范围由不确定关系式，得电子位置的不确定范围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

4、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。不确定度关系无实际意义遵循不确定度关系微观粒子和宏观物体的特性对比不确定关系的物理意义和微观本质1.物理意义：微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量。粒子位置的不确定量x越小，动量的不确定量Px就越大，反之亦然。2.微观本质：是微观粒子的波粒二象性及粒子空间分布遵从统计规律的必然结果。不确定关系式表明：１．微观粒子的坐标测得愈准确，动量就愈不准

5、确；微观粒子的动量测得愈准确，坐标就愈不准确。但这里要注意，不确定关系不是说微观粒子的坐标测不准；也不是说微观粒子的动量测不准；更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准；而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准。本质上是微观粒子具有波粒二象性的必然反映。不确定关系是自然界的一条客观规律,不是测量技术和主观能力的问题。不确定关系提供了一个判据：当不确定关系施加的限制可以忽略时，则可以用经典理论来研究粒子的运动。当不确定关系施加的限制不可以忽略时，那只能用量子力学理论来处理问题。为何微观粒子的坐标和动量不能同时测准?问题与练习P45