概率波概述课件.ppt

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1、§17.4概率波1、经典的粒子一、经典的粒子和经典的波2、经典的波经典的波是介质中质点共同振动形成的。它在空间弥散开来，频率和波长是确定的，即具有时间和空间的周期性。经典的粒子有一定的大小和质量，有的还带有电荷。任意时刻的位置和速度是确定的，因而其运动有确定的轨道。在经典物理学中，物质的粒子性和波动性是互不相容的，二者是两种不同的研究对象。为什么光、电子、质子、中子等粒子却能够表现出“波粒二象性”呢？二、概率波以光为例，我们来分析图中明暗条纹所表示的物理意义。红光的双缝干涉图样按波动理论：明条纹表示光的强度大的

2、地方。按光子说：明条纹是光子到达数目多的地方。正是因为光子到达数目多少的不同而导致光子分布呈现出周期性变化，即产生了波动性。同样是频率相同的光子，为什么会出现这样的变化规律呢？猜想：屏上不同部位吸引力不同？缝的边沿对光子的吸引力不同？光子之间的相互作用？光子本身就有这个特性？……怎样才能让实验中没有光子之间的相互作用呢？让光子一个一个地通过狭缝！一个一个电子依次通过双缝后形成的干涉图样：7个电子100个电子30002000070000这虽然是电子的干涉图样，但与光子的干涉图样规律相同。光的干涉图样中明条纹就是一

3、个个光子打的屏上形成的。让光子一个一个通过缝后，尽管单个光子的落点不可预知，但是长时间曝光后仍然得到同样的条纹分布。可见：光的波动性不是光子之间的相互作用引起的，而是光子自身固有的性质。能不能准确预知单个光子的落点呢？光子打到哪一点是随机的，不确定的，所以光子没有确定的位置和轨道，而且是可以扩散的，这与经典的粒子不同，与波有类似性。“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这个事实可以推知，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，落在暗纹处的概率小。”——（德，玻恩）这就是说，光子在

4、空间出现的概率可以通过波动的规律来确定。所以，从光子的概念上看，光波是一种概率波。理解概率波：①光子的落点是随机的，即单个微观粒子的运动具有不确定性；②大量随机现象服从波动规律，即单个粒子在空间某点附近出现的概率可以通过波动规律确定。微观粒子就是这样将粒子性和波动性集于一身！不仅光波是一种概率波，其他如电子、质子等微观粒子的德布罗意波(物质波)也是一种概率波。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。