2017-2018学年人教版选修3-5 第十七章 第4、5节 概率波 不确定性关系 学案
2017-2018学年人教版选修3-5    第十七章 第4、5节 概率波 不确定性关系  学案第3页

  ΔxΔp≥。其中用Δx表示粒子位置的不确定量,用Δp表示在x方向上动量的不确定量,h是普朗克常量。

  [辨是非](对的划"√",错的划"×")

  1.大量光子产生的效果往往显示出粒子性,个别光子产生的效果往往显示出波动性。(×)

  2.经典物理学中一个质点的位置和动量是可以同时测定的。(√)

  3.微观物理学中微观粒子的位置和动量是可以同时测定的。(×)

  [释疑难·对点练]

  1.粒子位置的不确定性

  单缝衍射现象中,入射的粒子有确定的动量,但它们可以处于挡板左侧的任何位置,也就是说,粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的。

  2.粒子动量的不确定性

  微观粒子具有波动性,会发生衍射。大部分粒子到达狭缝之前沿水平方向运动,而在经过狭缝之后,有些粒子跑到投影位置以外。这些粒子具有与其原来运动方向垂直的动量。由于哪个粒子到达屏上的哪个位置是完全随机的,所以粒子在垂直方向上的动量也具有不确定性,不确定量的大小可以由中央亮条纹的宽度来衡量。

  3.位置和动量的不确定性关系

  由ΔxΔp≥可以知道,在微观领域,要准确地测定粒子的位置,动量的不确定性就更大;反之,要准确确定粒子的动量,那么位置的不确定性就更大。若将狭缝变成宽缝,粒子的动量能被精确测定(可认为此时不发生衍射),但粒子通过缝的位置的不确定性却增大了;反之取狭缝Δx→0,粒子的位置测定精确了,但衍射范围会随Δx的减小而增大,这时动量的测定就更加不准确了。

  4.微观粒子的运动没有特定的轨道

  由不确定关系ΔxΔp≥可知,微观粒子的位置和动量是不能同时被确定的,这也就决定了不能用"轨迹"的观点来描述粒子的运动,因为"轨迹"对应的粒子某时刻应该有确定的位置和动量,但这是不符合实验规律的。微观粒子的运动状态,不能像宏观物体的运动那样通过确定的轨迹来描述,而是只能通过概率波进行统计性的描述。

  [试身手]

  3.(多选)根据不确定性关系ΔxΔp≥,判断下列说法正确的是(  )

  A.采取办法提高测量Δx精度时,Δp的精度下降

B.采取办法提高测量Δx精度时,Δp的精度上升