17.4-5概率波与不确定关系.ppt

概率波
不确定关系
一:经典的粒子和经典的波
1:经典的粒子的基本特征
⑴粒子有一定的空间大小、一定的质量和电荷量
⑵粒子的运动遵从牛顿第二定律
⑶粒子有确定的位置、速度以及时空中确定的轨道。
2:经典的波的基本特征
⑴在空间具有弥散性
⑵具有一定的频率、波长具有时空的周期性
在经典物理学中,波和粒子是两个不同的研究对象,
具有非常不同的表现,互不相容,遵从不同的规律
德布罗意波的统计解释
1926年德国物理学家波恩提出了概率波,认为个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性,但大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。
光的强弱对应于光子的数目,明纹处达到的光子数多,明纹表示光子达到的概率大。暗纹反之。
7个电子
100个电子
3000
20000
一个一个电子依次入射双缝的衍射实验:
70000
体现了粒子性
体现了波动性
粒子出现的概率高
粒子出现的概率低
通过上述实验可知:
虽然不能肯定某个光子落在哪一点,但在屏上各处明暗不同可以推知,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,落在暗处的概率小。则光子在空间出现的概率可以通过衍射、干涉的明暗条纹这样的波动规律确定。
----------光是一种概率波。
物质波也具有波粒二象性,同样物质波也是概率波。
现象:,但在某点附近出现的概率的大小可以由波动规律确定。
,概率的分布导致确定的宏观结果。粒子数越多,规则的条纹越来越明显。
二:概率波
波动性是光子间相互作用结果吗?
波动性不是光子间相互作用引起的,而是光子自身固有的性质
光是一种概率波
⑴不能确定某时刻某个光子落在哪个位置
⑵光子落在某一位置附近的概率可以确定,且光子在空间出现的概率可通过波动的规律确定。
光子在某位置出现的概率大,对大量光子来说达到该位置的光子数多,该位置出现明条纹。
反之出现暗条纹。
对实物粒子的波粒二象性的理解
,即单个粒子的位置是不确定的,但粒子在某点附近的概率的大小可以由波动的规律确定。
,概率大的位置达到的粒子数多,概率小的位置达到的粒子数少。
三、不确定度关系
经典力学:运动物体有完全确定的位置、动量、能量等。
微观粒子:位置、动量等具有不确定量(概率)。
电子衍射中的不确定度
一束电子以速度 v 沿 oy 轴射向狭缝。
电子在中央主极大区域出现的几率最大。
y
b
光强
△x表示粒子位置的不确定量,△p表示沿x轴的动量不确定量。
△x越小,明纹宽度越大,θ角越多,p的不确定量越大。衍射越明显。反之,p的不确定量越小。
不确定性关系
?
微观粒子的位置和动量不能同时确定,若位置的不确定量减小了,动量的不确定量就会增大;若粒子有确定的动量,其位置就完全不确定。

若用△x表示位置的不确定量,用△p表示粒子在x方向上的动量的不确定量,则△x △p》h/4π
课堂练习
1. 下列说法正确的是( )
—种概率波


,光的波长不变
AB
选项
分析过程
结果
A
光波是概率波
对
B
麦克斯韦电磁理论
对
C
光子的能量与频率有关ε=hv
错
D
ג=c/f,而f不变
错