概率波不确定性关系ppt课件

1、第第 4 4、5 5节节了解了解教材教材新知新知把握把握热点热点考向考向知识点一知识点一知识点二知识点二考向一考向一考向二考向二 第第十十七七章章运用运用创新创新演练演练随堂根底稳定随堂根底稳定课时跟踪训练课时跟踪训练知识点三知识点三 1.经典粒子的特征经典粒子的特征 (1)经典物理学中，粒子有一定的经典物理学中，粒子有一定的 ，具有一，具有一定的定的 ，有的还带有，有的还带有 。 (2)经典粒子运动的根本特征：服从经典粒子运动的根本特征：服从 ，只需知它们的受力情况及初位置、初速度，从实际上讲就只需知它们的受力情况及初位置、初速度，从实际上讲就可以准确、独一地确定以后任一时辰的可以准确、独一

2、地确定以后任一时辰的 和和 ，以，以及空间中确实定的及空间中确实定的 。空间大小空间大小质量质量电荷电荷牛顿运动定律牛顿运动定律位置位置速度速度轨迹轨迹 2经典波的特征经典波的特征 经典的波在空间是经典的波在空间是 的，其特征是具有的，其特征是具有 和和 ，即具有时间、空间的周期性。在经典物理中，波和，即具有时间、空间的周期性。在经典物理中，波和粒子是两种粒子是两种 的研讨对象，具有非常不同的表现，的研讨对象，具有非常不同的表现，是是 的两个物理属性。的两个物理属性。弥散开来弥散开来频率频率波长波长完全不同完全不同不相容不相容1有关经典物理中的粒子，以下说法正确的选项是有关经典物理中的粒子，以

3、下说法正确的选项是 ()A有一定的大小，但没有一定的质量有一定的大小，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实际可知解析：根据经典力学关于粒子的实际可知C、D正确。正确。答案：答案：CD 1光波是一种概率波光波是一种概率波 光的动摇性不是光子之间光的动摇性不是光子之间 引起的，而是光子本引起的，而是光子本身身 的性质，光子在空间出现的概率可以经过动摇的规律的性质，光子在空间出现的概率可以经过动摇的规律确定，所以，光波

4、是一种概率波。确定，所以，光波是一种概率波。 2物质波也是概率波物质波也是概率波 对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是 的，的，但在某点附近出现的概率的大小可以由但在某点附近出现的概率的大小可以由 的规律确定。对的规律确定。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，所以物质波也是概率波。也是概率波。相互作用相互作用固有固有不确定不确定动摇动摇 特别提示特别提示物质波是一种概率波，但不能将实物质波是一种概率波，但不能将实物粒子的动摇性等同于宏观的机械波，更不能了解为物粒子的动摇性等同于宏观的机械

5、波，更不能了解为粒子做曲线运动。粒子做曲线运动。 1正确了解光的动摇性正确了解光的动摇性 光的干涉景象不是光子之间的相互作用使它表现出动摇光的干涉景象不是光子之间的相互作用使它表现出动摇性的，在双缝干涉实验中，使光源性的，在双缝干涉实验中，使光源S非常弱，以致前一个光子非常弱，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能够性。实验结果阐明，虽然单个光子的落点不可预作用的能够性。实验结果阐明，虽然单个光子的落点不可预知，但长时间曝光之后依然得到了干涉条纹分布。可见，光知，但长时间曝光之后依然得到了干涉条纹分布。可见

6、，光的动摇性不是光子之间的相互作用引起的。的动摇性不是光子之间的相互作用引起的。 2光波是一种概率波光波是一种概率波 在双缝干涉实验中，光子经过双缝后，对某一个光子而言，在双缝干涉实验中，光子经过双缝后，对某一个光子而言，不能一定它落在哪一点，但屏上各处明暗条纹的不同亮度，阐明不能一定它落在哪一点，但屏上各处明暗条纹的不同亮度，阐明光子落在各处的能够性即概率是不一样的。光子落在明条纹处的光子落在各处的能够性即概率是不一样的。光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小。概率大，落在暗条纹处的概率小。 这就是说光子在空间出现的概率可以经过动摇的规律来确定，这就是说光子在空间出现的概率可以经过动

7、摇的规律来确定，因此说光是一种概率波。因此说光是一种概率波。 3物质波也是概率波物质波也是概率波 对于电子、实物粒子等其他微观粒子，同样具有波粒二象性，对于电子、实物粒子等其他微观粒子，同样具有波粒二象性，所以与它们相联络的物质波也是概率波。所以与它们相联络的物质波也是概率波。 也就是说，单个粒子位置是不确定的，具有偶尔性；大量粒也就是说，单个粒子位置是不确定的，具有偶尔性；大量粒子运动具有必然性，遵照统计规律。概率波将动摇性和粒子性一子运动具有必然性，遵照统计规律。概率波将动摇性和粒子性一致在一同。致在一同。 特别提示特别提示 (1)在双缝干涉和单缝衍射的暗条纹处也有光子到达，在双缝干涉和单

8、缝衍射的暗条纹处也有光子到达，只是光子数量只是光子数量“特别少很难呈现出亮度。特别少很难呈现出亮度。 (2)要了解统计规律，对统计规律的认识是了解概率波的要了解统计规律，对统计规律的认识是了解概率波的前提。前提。2在单缝衍射实验中，中央亮纹的光侵占从单缝射入的整个光强在单缝衍射实验中，中央亮纹的光侵占从单缝射入的整个光强的的95%以上。假设如今只让一个光子能经过单缝，那么该光子以上。假设如今只让一个光子能经过单缝，那么该光子 ()A一定落在中央亮纹处一定落在中央亮纹处B一定落在亮纹处一定落在亮纹处C能够落在暗纹处能够落在暗纹处D落在中央亮纹处的能够性最大落在中央亮纹处的能够性最大解析：根据光的

9、概率波的概念，对于一个光子经过单缝落在何处，解析：根据光的概率波的概念，对于一个光子经过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上。以上。当然也能够落在其他亮纹处，还能够落在暗纹处，只不过落在暗处当然也能够落在其他亮纹处，还能够落在暗纹处，只不过落在暗处的概率很小而已，故只需的概率很小而已，故只需C、D正确。正确。答案：答案：CD不确定性不确定性 xp 1粒子位置的不确定性粒子位置的不确定性 单缝衍射景象中，入射的粒子有确定的动量，但它们可单缝衍射景象中，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

10、是说，粒子在挡板左侧的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。位置是完全不确定的。 2粒子动量的不确定性粒子动量的不确定性 微观粒子具有动摇性，会发生衍射。大部分粒子到达狭微观粒子具有动摇性，会发生衍射。大部分粒子到达狭缝之前沿程度方向运动，而在经过狭缝之后，有些粒子跑到缝之前沿程度方向运动，而在经过狭缝之后，有些粒子跑到投影位置以外。这些粒子具有与其原来运动方向垂直的动量。投影位置以外。这些粒子具有与其原来运动方向垂直的动量。由于哪个粒子到达屏上的哪个位置是完全随机的，所以粒子由于哪个粒子到达屏上的哪个位置是完全随机的，所以粒子在垂直方向上的动量也具有不确定性

11、，不确定量的大小可以在垂直方向上的动量也具有不确定性，不确定量的大小可以由中央亮条纹的宽度来衡量。由中央亮条纹的宽度来衡量。解析：不确定关系阐明，无论采用什么方法试图确定坐标和相应解析：不确定关系阐明，无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与丈量仪器及丈量方法能否完备无关，无论怎样改善丈量仪器和丈丈量仪器及丈量方法能否完备无关，无论怎样改善丈量仪器和丈量方法，都不能够跨越不确定关系所给出的限制。故量方法，都不能够跨越不确定关系所给出的限制。故A、D正确。正确。答案：答案：AD 例例1物理学

12、家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，假设减弱光的强度，使光子只能中，在光屏处放上照相底片，假设减弱光的强度，使光子只能一个一个地经过狭缝。实验结果阐明，假设曝光时间不太长，一个一个地经过狭缝。实验结果阐明，假设曝光时间不太长，底片上只出现一些不规那么的点子；假设曝光时间足够长，底底片上只出现一些不规那么的点子；假设曝光时间足够长，底片上就出现了规那么的干涉条纹，对这个实验结果有以下认识，片上就出现了规那么的干涉条纹，对这个实验结果有以下认识，其中正确的选项是其中正确的选项是 () A曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹

13、看曝光时间不长时，光子的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规那么的点子不清楚，故出现不规那么的点子 B单个光子的运动没有确定的轨道单个光子的运动没有确定的轨道 C干涉条纹中亮堂的部分是光子到达时机较多的地方干涉条纹中亮堂的部分是光子到达时机较多的地方 D只需大量光子的行为才干表现出动摇性只需大量光子的行为才干表现出动摇性 思绪点拨思绪点拨光是概率波，单个光子的运动具有偶尔光是概率波，单个光子的运动具有偶尔性，大量光子的运动具有必然性。性，大量光子的运动具有必然性。 解析解析光波是概率波，单个光子没有确定的轨道，其光波是概率波，单个光子没有确定的轨道，其到达某点的概率受动摇规律支配，大量光

14、子的行为符合统到达某点的概率受动摇规律支配，大量光子的行为符合统计规律，受动摇规律支配，才表现出动摇性，出现干涉中计规律，受动摇规律支配，才表现出动摇性，出现干涉中的亮纹或暗纹，故的亮纹或暗纹，故A错误，错误，B、D正确；干涉条纹中的亮纹正确；干涉条纹中的亮纹处是光子到达时机多的地方，暗纹处是光子到达时机少的处是光子到达时机多的地方，暗纹处是光子到达时机少的地方，但也有光子到达，故地方，但也有光子到达，故C正确。正确。 答案答案BCD1以下说法正确的选项是以下说法正确的选项是 ()A概率波就是机械波概率波就是机械波B物质波是一种概率波物质波是一种概率波C概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干

15、涉和衍射概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射 景象景象D在光的双缝干涉实验中，假设有一个光子，那么能确定这在光的双缝干涉实验中，假设有一个光子，那么能确定这个个 光子落在哪个点上光子落在哪个点上解析：机械波是振动在介质中的传播，而概率波是粒子所到达解析：机械波是振动在介质中的传播，而概率波是粒子所到达区域的机率大小可以经过动摇的规律来确定。故其本质不同区域的机率大小可以经过动摇的规律来确定。故其本质不同A、C错，错，B对；由于光是一种概率波，光子落在哪个点上不能确对；由于光是一种概率波，光子落在哪个点上不能确定。定。答案：答案：B1以下说法正确的选项是以下说法正确的选项是 ()A牛顿运动定律适用于一真实物粒子的运动牛顿运动定律适用于一真实物粒子的运动B牛顿运动定律适用于一切宏观物体的运动牛顿运动定律适用于一切宏观物体的运动C牛顿运动定律也适用于高速微观粒子牛顿运动定律也适用于高速微观粒子D研讨微观粒子的运动规律运用量子力学研讨微观粒子的运动规律运用量子力学解析：牛顿运动定律适用于宏观物体的低速运动，高速运动解析：牛顿运动定律适用于宏观物体的低速运动，高速运动问题需用相对论处理，微观粒子的运动规律运用量子力学，问题需用相对论处理，微观粒子的运动规律运用量子力学，可见只需可见只需D