二、不确定关系

[导学探究]　1.如果光子是经典的粒子，它在从光源飞出后应该做匀速直线运动，它在屏上的落点应该在缝的投影之内，即屏上亮条纹宽度与缝宽相同．但是实际上，它到达屏上的位置超出了单缝投影的范围，形成了中间宽、两侧窄、明暗相间的衍射条纹，如图1所示．

图1

微观粒子的运动是否遵循牛顿运动定律？能否用经典物理学的方法准确确定粒子到达屏上的位置和动量？

答案　按照牛顿运动定律，如果光子是经典的粒子，光在运动过程中不受力，光子应该做匀速直线运动．而由光的衍射可知，光子运动并不遵从牛顿运动定律，即对于微观粒子的运动，不能用经典物理学的方法确定其位置及动量．

2．单缝衍射时，屏上各点的亮度反映了粒子到达这点的概率．图2是粒子到达屏上的概率在坐标系中的表示．

图2

(1)如果狭缝变窄，粒子的衍射图样中，中央亮条纹变宽．这说明当粒子的位置不确定量减小时，动量的不确定量如何变化？

(2)通过狭缝后，单个粒子的运动情况能否预知？粒子出现在屏上的位置遵循什么规律？

(3)粒子位置的不确定量Δx与动量的不确定量Δp有什么关系？

答案　(1)变大　(2)不能　粒子出现在屏上的位置遵循统计规律

(3)遵循不确定性关系：ΔxΔp≥

[知识梳理]

1．定义：在经典物理学中，可以同时用质点的位置和动量精确描述它的运动，在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的，这种关系叫不确定关系．

2．表达式：ΔxΔpx≥.

其中以Δx表示粒子位置的不确定量，以Δpx表示粒子在x方向上的动量的不确定量，h是普朗克常量．

3．微观粒子运动的基本特征：不再遵守牛顿运动定律，不可能同时准确地知道粒子的位置