5-不确定性关系VIP免费

导入新课对光的本性的认识：光具有波动性和粒子性，是一种概率波。知识回顾知识回顾1926年，德国物理学玻恩（Born，1882--1972）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，但是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。经典波动与德布罗意波（物质波）的区别：经典的波动（如机械波、电磁波等）是可以测出的、实际存在于空间的一种波动。而德布罗意波（物质波）是一种概率波。简单的说，是为了描述微观粒子的波动性而引入的一种方法。学习光的波粒二象性和物质波的时候，我们用概率波来描述微观粒子的运动规律，我们怎样确定微观粒子在空间的位置？第五节不确定性关系第十七章波粒二象性了解不确定关系的概念和相关计算。了解物理模型与物理现象。教学目标1、知识与技能会借助光的衍射实验理解位置和动量的测不准关系ΔxΔp≥h/4π。会借助能级的实验事实理解能量和时间的测不准关系ΔEΔt≥h/4π。2、过程与方法通过讲述一些物理史的内容培养学生的学习兴趣和了解科学家为科学献身的精神，树立刻苦钻研，勤奋好学的决心。了解科学理论都有其适用的范围。了解自然科学发展的规律。3、情感态度与价值观教学重难点重点不确定关系的概念难点对不确定关系的定量应用本节导航一、不确定性关系二、物理模型与物理关系一、不确定性关系一、不确定性关系在经典力学中，粒子（质点）的运动状态用位置坐标和动量来描述，而且这两个量都可以同时准确地予以测定。然而，对于具有二象性的微观粒子来说，是否也能用确定的坐标和确定的动量来描述呢？1、概念：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）。2、电子衍射中的不确定度如下图所示：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。电子衍射实验示意图a1sin设有一束电子沿oy轴射向屏AB上缝宽为a的狭缝，于是，在照相底片CD上，如上图所示，如果仍用坐标x和动量p来描述这一电子的运动状态，那么，一个电子通过狭缝的瞬时，它是从缝上哪一点通过的呢?也就是说，电子通过狭缝的瞬时，其坐标x为多少?显然，这一问题，我们无法准确地回答，因为此时该电子究竟在缝上哪一点通过是无法确定的，即我们不能准确地确定该电子通过狭缝时的坐标。研究表明：对于第一衍射极小，上式中λ为电子的德布罗意波长。电子的位置和动量分别用x和p来表示。电子通过狭缝的瞬间，其位置在x方向上的不确定量为△x=a同一时刻，由于衍射效应，粒子的速度方向有了改变，缝越小，动量的分量px变化越大。分析计算可得：4hpx式中h为普朗克常量。这就是著名的不确定性关系，简称不确定关系。上式表明：（1）许多相同粒子在相同条件下实验，粒子在同一时刻并不处在同一位置。（2）用单个粒子重复，粒子也不在同一位置出现。例1．一颗质量为10g的子弹，具有200m·s-1的速率，若其动量的不确定范围为动量的0.01%(这在宏观范围是十分精确的了)，则该子弹位置的不确定量范围为多大?例题skgmskgmmvp/0.2/20001.0动量的不确定范围skgmskgmpp/100.2/2100.1%01.044解：子弹的动量由不确定关系式C，得子弹位置的不确定范围mmphx31434106.2100.214.341063.64原子核的数量级为10-15m，所以，子弹位置的不确定范围是微不足道的。可见子弹的动量和位置都能精确地确定，不确定关系对宏观物体来说没有实际意义。例2．一电子具有200m/s的速率，动量的不确定范围为动量的0.01%(这已经足够精确了)，则该电子的位置不确定范围有多大?skgmskgmpp/108.1/108.1100.1%01.032284动量的不确定范围skgmskgmmvp/108.1/200101.92831解:电子的动量为由不确定关系式，得电子位置的不确定范围mmphx33234109.2108.114.341063.64原子大小的数量级为10-10m，电子则更小。在这种情况下，电子位置的不确定范围比原子的大小还要大几亿倍，可见企图精确地确定电子的位置和动量已是没有实际意义。二、物理现象和物理本质二、物理现象和物理本质在经典...