2021-2022学年高二物理竞赛课件：量子物理

1、量子物理该动量的不确定量由不确定性原理，同时进行的最佳位置测量将具有不确定量 即110nm注：这约是一个原子直径的1000倍。 和子弹飞行速度每秒几百米相比 ,这速度的不确定性是微不足道的,所以子弹的运动速度是确定的。 例 设子弹的质量为0.01,枪口的直径为0.5试求子弹射出枪口时的横向速度的不确定量。根据不确定性关系 解 ： 子弹位置的不确定量子弹动量的不确定量 物理中的哲学 确定论还是概率论量子物理的基本规律是统计规律，而经典物理的规律是确定论和严格的因果律。但量子物理的统计规律与经典物理中的统计规律又截然不同，这表现在：（1）在经典物理中，“几率”是统计规律的关键概念；在量子物理中，“

2、几率幅 ”才是最核心的概念。（2）在经典物理中，根本的规律还是决定论。经典物理中的统计规律只适用于由大量粒子组成的多粒子体系；而在量子物理中，单个粒子就显示出统计属性。 一维薛定谔方程 不含时（定态）方程薛定谔方程可以写成两种形式：含时（非定态） 和非含时（定态）的形式。一维定态薛定谔方程如下 回顾玻恩对波函数的解释可知， 本身是不可测量的，但 则是可测的。波函数的归一化：波函数的标准条件：因几率不会在某处突变，波函数必须处处连续。因在空间任意处只能有一个几率，波函数必须单值。因几率不能无限大，所以波函数必须有限。不符合这三个条件的函数没物理意义，不代表物理实在。粒子在整个空间出现的几率为1

3、薛定谔 (Erwin Schrdinger, 18871961)，著名的奥地利理论物理学家，量子力学的重要奠基人之一，同时在固体比热、统计热力学、原子光谱等方面享有成就。1933年因薛定谔方程获诺贝尔物理学奖。薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子（如电子等）在运动速率远小于光速时的运动状态的基本定律，在量子力学中占有极其重要的地位，它与经典力学中的牛顿运动定律的价值相似。 原子的壳层结构中电子的填充原则2) 能量最小原理 基态原子中电子先填满能量小的壳层。 原子处于未激发的正常状态时，在不违背泡利不相容原理的条件下，每个电子都趋向占据可能的最低能级，使原子系统的总能量尽可能的低。经验规律：外层电

4、子 E (n+0.7l )激光激光的特性激光的产生机制谐振腔的作用激光器的主要组分：激光器的种类激励能源（使原子激发）激活介质（合适的能级）光学谐振腔(方向性,光放大,单色性)粒子数反转受激辐射方向性好(沿轴线)增强光放大作用单色性好(选频)激励能源、工作物质、谐振腔 (k = 0,1,2,3) 相消干涉（暗） (k = 0,1,2,3) 相干条件 相长干涉（明）干涉图干涉现象的光强分布例螺线管自感 （a）确定长直密绕的螺线管的自感系数L，其中螺线管长l ，线圈匝数N，横截面积为 A。（b）若 N=100，l=5.0cm，A=0.30cm2，计算L的值。假设螺线管中空。 解题思路：要确定自感L，我们需要首先确定磁通量。 解：(a)通电螺线管内部的磁场是一个常数(忽略边缘效应)： 其中 则该磁场通过螺线管本身的磁通量为 因此自感 概念理解 例导体中感应电动势的方向 如下图，电流从左向右流过线圈。判断感应电动势的方向。（a）如果电流随时间增大，（b）如果电流随时间减小。由楞次定律知道，感应电动势必须反抗磁通量的变化。（a）如果电流增大，则磁通量也增大。感应电动势将反