2018版高中物理第四章波粒二象性4.4实物粒子的波粒二象性4.5不确定关系导学案教科版选修3_5
2018版高中物理第四章波粒二象性4.4实物粒子的波粒二象性4.5不确定关系导学案教科版选修3_5第3页

代入上面两式可解得

λ1=4.0×10-10 m,λ2=6.63×10-35 m

二、对不确定关系的理解

1.单缝衍射现象中,粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的,即通过挡板前粒子的位置具有不确定性.

2.单缝衍射现象中,粒子通过狭缝后,在垂直原来运动方向的动量是不确定的,即通过挡板后粒子的动量具有不确定性.

3.微观粒子运动的位置不确定量Δx和动量的不确定量Δpx的关系式为ΔxΔpx≥,其中h是普朗克常量,这个关系式叫不确定性关系.

4.不确定性关系告诉我们,如果要更准确地确定粒子的位置(即Δx更小),那么动量的测量一定会更不准确(即Δpx更大),也就是说,不可能同时准确地知道粒子的位置和动量,也不可能用"轨迹"来描述粒子的运动.

【例3】 在单缝衍射实验中,若单缝宽度是1.0×10-9 m,那么光子经过单缝发生衍射,动量不确定量是多少?

答案 Δpx≥5.3×10-26 kg·m/s

解析 由题意可知光子位置的不确定量

Δx=1.0×10-9 m,解答本题需利用不确定性关系.

单缝宽度是光子经过狭缝的位置不确定量,

即Δx=1.0×10-9 m,

由ΔxΔpx≥有:1.0×10-9 m·Δpx≥.

得Δpx≥5.3×10-26 kg·m/s.

针对训练 一颗质量为10 g的子弹,具有200 m/s的速率,若其动量的不确定范围为其动量的0.01%(这在宏观范围是十分精确的),则该子弹位置的不确定量范围为多大?

答案 2.6×10-31 m

解析 子弹的动量p=mv=0.01×200 kg·m/s=2 kg·m/s,动量的不确定范围Δpx=0.01 %×p=2×10-4 kg·m/s;

由不确定关系ΔxΔpx≥,得子弹位置的不确定范围

Δx≥= m=2.6×10-31 m.

对物质波的理解

1.一颗质量为10 g的子弹,以200 m/s的速度运动着,则由德布罗意理论计算,要使这