人教版选修35 第十七章 第4、5节 概率波 不确定性关系 课件（29张）.ppt

1 了解经典的粒子和经典的波的基本特征 2 知道光波和物质波都是概率波 3 了解 不确定性关系 的具体含义 并会用来分析简单问题 1 经典的粒子和经典的波 1 经典的粒子 含义 粒子有一定的 有一定的 有的还具有 运动的基本特征 遵从 只要已知它们的受力情况及初位置 初速度 从理论上讲就可以准确 唯一地确定以后任一时刻的和 以及空间中的确定的 空间大小 质量 电荷 牛顿运动定律 位置 速度 轨道 2 经典的波 含义 经典波在空间中是的 基本特征是 具有和 即具有时空的 关键一点 在经典物理学中 波和粒子是两种完全不同的研究对象 具有非常不同的表现 是不相容的两个物理对象 弥散开来 频率 波长 周期性 2 概率波 1 光波是一种概率波 光的波动性不是光子之间的结果而是光子自身的性质 光子在空间出现的概率可以通过确定 所以 光波是一种概率波 2 物质波也是概率波 对于电子和其他微观粒子 单个粒子的位置是 但在某点出现的概率的大小可以由确定 而且 对于大量粒子 这种概率分布导致确定的宏观结果 所以物质波也是 关键一点 物质波是一种概率波 但不能将实物粒子的波动性等同于宏观的机械波 更不能理解为粒子做曲线运动 相互作用 固有 波动规律 不确定的 波动规律 概率波 不确定性 x p 1 有关经典物理中的粒子 下列说法正确的是 a 有一定的大小 但没有一定的质量b 有一定的质量 但没有一定的大小c 既有一定的大小 又有一定的质量d 有的粒子还有一定量的电荷解析 根据经典力学关于粒子的理论可知c d正确 答案 cd 2 关于经典波的特征 下列说法中正确的是 a 具有一定的频率 但没有固定的波长b 具有一定的波长 但没有固定的频率c 既有一定的频率 也有固定的波长d 具有周期性解析 经典物理学中认为波的基本特征是具有频率和波长 即具有时空的周期性 故c d正确 答案 cd 3 以下说法中正确的是 a 光波和物质波都是概率波b 实物粒子不具有波动性c 光的波动性是光子之间相互作用引起的d 光通过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹 光子在空间出现的概率可以通过波动规律确定解析 光波和物质波都是概率波 可通过波动规律来确定 故a d正确 b错误 光的波动性是光的属性 不是光子间相互作用引起的 c错误 答案 ad 答案 c 1 探究光的波动性原因在双缝干涉实验中 使光源s非常弱 以致前一个光子到达屏后才发射第二个光子 这样就排除了光子之间的相互作用的可能性 实验结果表明 尽管单个光子的落点不可预知 但长时间曝光之后仍然得到了干涉条纹分布 可见 光的波动性不是光子之间的相互作用引起的 2 光波是一种概率波 1 单个光子运动的偶然性用弱光照射双缝 当照射时间很短时 胶片上出现的是散乱的感光点 这一个个感光点表明光在与胶片作用 使其感光 时 是一份一份进行的 同时 感光点的散乱还表明单个光子通过双缝后到达胶片的什么位置是随机的 是预先不能确定的 2 大量光子运动的必然性当弱光照射双缝较长一段时间后 有大量光子先后通过双缝落于胶片上 出现大量的感光点 这些感光点形成分隔的一条条感光带 这正是光的双缝干涉条纹 在明条纹 感光强 处光子到达的多 单个光子到明条纹处的概率大 而在暗条纹 感光弱 处 光子到达的概率小 因此 尽管单个光子通过双缝后落于胶片上何处是随机的 但它到达胶片上某位置处的概率大小却符合波动规律 从这个意义上讲 光是一种概率波 3 其他微观粒子的概率波对于电子 实物粒子等其他微观粒子 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 具有偶然性 大量粒子运动具有必然性 遵循统计规律 概率波将波动性和粒子性统一在一起 名师点睛 在双缝干涉和单缝衍射的暗条纹处并不是没有光子到达 只是 特别少 很难呈现出亮度 1 为了验证光的波粒二象性 在双缝干涉实验中将光屏换成感光胶片 并设法减弱光的强度 下列说法正确的是 a 曝光时间很短的照片可清楚地看出光的粒子性 曝光时间很长的照片 大量亮点聚集起来看起来是连续的 说明大量光子不具有粒子性b 单个光子通过双缝后的落点无法预测 大量光子打在胶片上的位置表现出波动规律c 单个光子通过双缝后做匀速直线运动d 干涉条纹的亮条纹处光子到达的概率大 暗条纹处光子不能到达 思路点拨 光是概率波 单个光子的运动具有偶然性 大量光子的运动具有必然性 解析 根据光的波粒二象性 大量光子的行为表现出波动性 但波动性并不否定光的粒子性 只不过粒子性没有明确显现而已 单个光子显示了光的粒子性 落点无法预测 大量光子表现出波动性 光子通过双缝后遵从概率波的规律 并不做匀速运动 暗条纹处只是光子到达的概率很小 故a c d错误 b对 答案 b 1 个别光子的落点是不确定的 只能说明它落点的概率大小 只有大量光子的行为才服从统计规律 亮条纹 暗条纹是大量光子服从统计规律的结果 2 在电子衍射 光的干涉 衍射图样中 亮条纹 环 位置是电子或光子到达的概率大的地方 暗条纹 环 位置是电子或光子到达的概率小的地方 但概率的大小受波动规律支配 1 粒子位置的不确定性单缝衍射现象中 入射的粒子有确定的动量 但它们可以处于挡板左侧的任何位置 也就是说 粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的 2 粒子动量的不确定性微观粒子具有波动性 会发生衍射 大部分粒子到达狭缝