答案:1.0×10-10 m
不确定性关系的理解与计算 [例2] 已知=5.3×10-35 J·s。试求下列情况中速度测定的不确定量。
(1)一个球的质量m=1.0 kg,测定其位置的不确定量为10-6 m。
(2)电子的质量me=9.1×10-31 kg,测定其位置的不确定量为10-10 m(即原子的数量级)。
[解析] (1)m=1.0 kg,Δx=10-6 m,
由ΔxΔp≥,Δp=mΔv知
Δv1== m/s=5.3×10-29 m/s。
(2)me=9.1×10-31 kg,Δx=10-10 m
Δv2== m/s
≈5.8×105 m/s。
[答案] (1)5.3×10-29 m/s (2)5.8×105 m/s
(1)此类题目由不确定性关系Δx·Δp≥求出动量的不确定关系,再由Δp=mΔv计算出速度测量的不确定性关系。
(2)普朗克常量是一个很小的量,对宏观物体来说,这种不确定关系可以忽略不计,故宏观物体的位置和动量是可以同时确定的。
2.一电子具有200 m·s-1的速率,动量的不确定范围是0.01%,我们确定该电子位置时,有多大的不确定范围?(电子质量为9.1×10-31 kg)
解析:由不确定性关系ΔxΔp≥得:
电子位置不确定范围
Δx≥
= m
=2.90×10-3 m。
答案:≥2.90×10-3 m