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课件网) 第四章 波粒二象性 第四节 德布罗意波 粤教版 选择性必修第三册 第五节 不确定性关系 1、波的衍射：水波在遇到小障碍物或者小孔时，能绕过障碍物或穿过小孔继续向前传播，这种现象叫作波的衍射。 2、光的衍射：用平行光照射狭缝，当缝很窄时，在屏上出现明暗相间的条纹。 一、电子衍射 情境：1925年，美国工程师戴维森在一次实验中发现了电子的衍射现象，1927年，他宣布获得了电子束在晶体上的衍射图样。几乎同时，英国物理学家G.P.汤姆孙也独立发现了电子在晶体上的衍射现象。 实物粒子具有波动性 【思考问题】电子的衍射现象说明电子具有什么性质？ 实验证明，实物粒子具有与光一样的波粒二象性。波粒二象性是包括光子在内的一切微观粒子的共同特征。 二、德布罗意波假说 1924年，法国物理学家提出假设：实物粒子和光一样具有波粒二象性。 德布罗意波：与实物粒子相联系的波，也叫物质波。 实物粒子的波长与其动量之间的关系： 探究活动：电子的质量为 ，速度大小为 。请计算电子对应的德布罗意波长。 【讨论与交流】宏观物体能显示出波动性吗？质量为10g的子弹，速度为500m/s，它对应的德布罗意波长是多少？有可能让这样一束子弹打在靶上而出现干涉或衍射现象吗？ 子弹的德布罗意波长： 子弹的德布罗意波长太小，无法找到与之波长相当尺寸的障碍物，无法出现干涉或衍射现象。 提出问题：在微观领域，我们能否精确描述微观粒子的位置和运动状态？ 情境：在光的单缝衍射实验中，光的到达位置超出了夹缝投影的范围，夹缝越窄，投射的范围越宽。 三、不确定性关系 （1）入射粒子有确定的动量，但它们在挡板左侧的位置却不确定。调窄夹缝宽度，使入射粒子位置的不确定量减小。 （2）粒子沿水平方向通过夹缝后到达了缝的投影位置之外，说明这些粒子具有了与其原运动方向垂直的动量。中央亮条纹的宽度可以衡量垂直方向上动量不确定性的大小。 三、不确定性关系 （3）调窄夹缝，中央亮条纹的宽度就越大，粒子的动量不确定性就增大。 （4）微观粒子的位置的确定性与其动量的确定性无法同时确定。 微观粒子的位置不确定量与其动量的不确定量遵守不等式： 【讨论与交流】宏观物体的位置与动量之间也存在不确定关系 吗？如果将不确定关系式 应用与宏观物体上，是否 还有意义？为什么？ 量子力学的建立 1924年到1928年，海森伯、薛定谔、狄拉克等人完成了量子力学的建立。 量子力学为现代物理学及相关领域学科奠基 练习：设一电子和以质量为10g的子弹的速率均为500m/s，其动量的不确定范围为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 ） 子弹动量的不确定量： 电子动量的不确定量： 由 ... ...
