第4节概率波 第5节 不确定性关系 【学习目标】 了解概率波，知道光波、物质波都是概率波.2.识记不确定性关系的内容，了解不确定性 关系的意义和微观本质. 【基础导学】 一、概率波 ［课本导读］ 预习教材第40—41页，第4节内容，关注以下问题： 经典的粒子和经典的波的特点有哪些？ 为什么说光波是一种概率波？ ［知识识记］ 经典的粒子和经典的波的特点 ⑴经典的粒子：有一定的空间大小,有一定的质量，有的还具有电荷.经典物理学中粒子 运动的基本特征是：任意时刻的确定的位置和速度以及时空中的确定的轨道. (2)经典的波：具有频率和波长，也就是具有时空的周期性. 概率波 ⑴光的波动性 经典的波，呈现的波动性是质点间的相互作用的结果.光的波动性呈现的干涉、衍射等 现象，不是光子间的相互作用表现出来的现象. 在双缝干涉实验中，使光源S非常弱，以致前一个光子到达屏后才发射第二个光子.这 样就排除了光子之间相互作用的可能性.实验结果表明，尽管单个光子的落点不可预知，但 长时间曝光之后仍然得到了干涉条纹分布.可见，光的波动性不是光子之间的相互作用引起 的，而是光子自身固有的性质. 光波是一种概率波 在双缝干涉实验中，光子通过双缝后，对某一个光子而言，不能肯定它落在哪一点，但 屏上各处明暗不同，说明光子落在各处的可能性即概率是不一样的；光子落在明纹处的概率 去，落在暗纹处的概率小.这就是说光子在空间出现的概率可以通过波动的规律来确定.所 以从光子的概念上看，光波是一种概率波. 其他微观粒子的概率波 对于电子、实物粒子等其他微观粒子，同样具有波粒二象性,所以与它们相联系的物质 波也是概率波.也就是说，单个粒子位置是不确定的，但在某点附近出现的概率的大小可以 由波动的规律确定.大量粒子运动具有必然性，遵循统计规律. 二、不确定性关系 ［课本导读］ 预习教材第42?44页，第5节内容，关注以下问题： 什么是不确定性关系？ 不确定性关系的意义是什么？ ［知识识记］ 不确定性关系 在经典物理学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的,在微观物理学中，不可能 同时测出微观粒子的位置和动量,我们把这种关系叫不确定性关系. 不确定性关系公式 h 一 一 或问 > ———是不确定性关系公式，其中/x表示粒子位置的不确定量，表示在x方向上 4# 的粒子动量的不确定量. 【自我诊断】 经典物理的粒子既有一定的大小，又有一定的质量，有的粒子还有一定量的电荷，任意 时刻有确定的位置和速度以及时空中确定的轨道（V ） 光子通过狭缝的运动路线是直线（X ） 单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样（X ） 使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样（V ） 光的波动性是大量光子运动的规律（V ） 根据不确定性关系，微观粒子的坐标不可能确定（X ） 根据不确定性关系，微观粒子的动量和坐标不可能同时确定（V ） 【重难诠释】 要点一概率波一重难点突破型 ［知识精要］ 光波是概率波 （1） 单个光子运动的偶然性 用弱光照射双缝，当照射时间很短时，胶片上出现的是散乱的感光点，这一个个感光点 表明光在与胶片作用（使其感光）时，是一份一份进行的；同时，感光点的散乱还表明单个光 子通过双缝后到达胶片的位置是随机的，是预先不能确定的. （2） 大量光子运动的必然性 当弱光照射双缝较长一段时间后，有大量光子先后通过双缝落在胶片上，出现大量的感 光点，这些感光点形成分隔的一条条感光带，这正是光的双缝干涉条纹.在明纹（感光强） 处，单个光子到明纹处的概率大，而在暗纹（感光弱）处，光子到达的概率小，因此，尽管单 个光子通过双缝后落在胶片上的位置是随机的，但它到达胶片上某位置处的概率大小却符合 波动规律.从这个意义上讲，光是一种概率波 ... ...
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