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文档简介

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

2、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,3000,20000,70000,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

3、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：,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；,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

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