2018-2019学年人教版选修3-5  粒子的波动性 概率波 不确定性关系 学案
2018-2019学年人教版选修3-5       粒子的波动性  概率波 不确定性关系    学案第5页

(2)再根据λ=计算德布罗意波长.

(3)需要注意的是:德布罗意波长一般都很短,比一般的光波波长还要短,可以根据结果的数量级大致判断结果是否合理.

三、对概率波的理解

例4 (多选)物理学家做了一个有趣的实验:在双缝干涉实验中,在光屏处放上照相底片,若减弱光的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝,实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片上只出现一些不规则的点;如果曝光时间足够长,底片上就出现了规则的干涉条纹,对这个实验结果下列认识正确的是(  )

A.曝光时间不长时,光子的能量太小,底片上的条纹看不清楚,故出现不规则的点

B.单个光子的运动表现出波动性

C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方

D.只有大量光子的行为才能表现出波动性

解析 光是一种概率波,对于一个光子通过单缝落在何处,是不确定的,但概率最大的是中央亮纹处,可达95%以上,还可能落到暗纹处,不过落在暗纹处的概率最小(注意暗纹处并非无光子到达).故C、D选项正确.

答案 CD

归纳总结

解决本题的关键是要明确对概率波的认识,知道概率波的规律就是统计规律,单个光子是不能确定落在哪个点上的,我们只能得到大量光子的落点区域.

四、对不确定性关系的理解

例5 质量为10 g的子弹与电子的速率相同,均为500 m/s,测量准确度为0.01%,若位置和速率在同一实验中同时测量,试问它们位置的最小不确定量各为多少?(电子质量为m=9.1×10-31kg,结果保留三位有效数字)

解析 测量准确度也就是速度的不确定性,故子弹、电子的速度不确定量为Δv=0.05 m/s,子弹的动量的不确定量Δp1=5×10-4 kg·m/s,电子动量的不确定量Δp2≈4.6×10-32 kg·m/s,由Δx≥,子弹位置的最小不确定量Δx1= m≈1.06×10-31 m,电子位置的最小不确定量Δx2= m≈1.15×10-3 m.

答案 1.06×10-31 m 1.15×10-3 m

规律总结

理解不确定性关系时应注意的问题

(1)对子弹这样的宏观物体,不确定量是微不足道的,对测量准确性没有任何限制,但对微观粒子却是不可忽略的.