4　概率波 (3).pptx

1、概率波不确定性关系,偃师高中 曲向华,爱因斯坦的论文单原子理想气体的量子理论引起薛定谔对L.V.德布罗意论文的重视.,2,Erwin Schrdinger 奥地利物理学家 1887-1991,薛定谔在一次讨论会上对德布罗意的工作做了一个报告.薛定谔讲完后，德拜评论说，讨论波动而没有一个波动方程，太幼稚了. 几星期以后，薛定谔又作一次报告，开头说：“我的同事德拜提议要有一个波动方程，好，我找到了一个.”,薛定谔找到了描述物质波的波动方程(薛定谔方程)，然而德布罗意的物质波是什么含义？与经典物理中的波相同吗？,3,一、经典的粒子和经典的波,自然科学并不是自然本身，它是人类和自然关系的一部分.海森伯

2、 你对海森伯的这句话有何认识？ 物理现象 物理模型 物理模型只能近似描述物理现象，真实情况不可知.,4,问题：粒子模型和波动模型各有什么特点？你对这两种模型有哪些认识？ 粒子模型粒子有质量、大小、电荷等.任意时刻有确定位置、速度、加速度、动量、能量；遵循牛顿运动定律.,5,波动模型 机械波,6,声波（空气分子振动）,水波,绳波,7,机械波由介质振动产生.根据介质振动方向与波的传播方向关系可分为横波和纵波.横波的介质振动方向与波传播方向垂直；纵波的介质振动方向与波传播方向共线. 电磁波 电磁波的传播不需要介质，变化的电场和变化的磁场交替产生，逐渐向远处传播.,8,波在整个空间展延，没有确定的位置

3、，质量等概念，用波长和频率等概念描述波.波携带能量，单位体积内波的能量叫波的能量密度. 经典物理中，粒子和波是两种不同的研究对象，二者泾渭分明.物质具有粒子性或波动性，非此即彼.,9,二、概率波,波动观点通过S1和S2的光波在屏上不同位置相互作用。有的位置增强，有的位置抵消，产生明暗相间的干涉条纹 粒子观点,10,亮条纹处到达的光子数目多；暗条纹处到达的光子少,实验发现：调整光源强弱，使得每次只发射一个光子，经过长时间曝光之后，仍得到光的干涉条纹. 实验结果表明光的波动性不是光子之间的相互作用引起的，是光子自身固有的性质.,11,1926年，德国科学家玻恩(M.Born，1882-1970)提

4、出：从光源发射的光子无法确定通过哪一条狭缝，也无法确定光子落在屏上的位置，屏上各处明暗不同，说明光子在屏幕上不同位置出现的概率不同. 量子论无法确定光子的路径，只能预测光子出现在屏幕上的概率.光波是一种概率波.,12,德布罗意的物质波是一种概率波，不是某个实在的物理量在空间中的波动.只能预测粒子出现在空间位置的概率.对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果.,13,电子干涉条纹对概率波的验证,三、不确定性关系,微观粒子具有波动性，在空间没有确定的位置和速度(或动量).德国科学家海森伯最先得到粒子位置不确定度和动量不确定度的关系： xph/4 上式称为海森伯不确定性关系.,14,微观物理学中，粒子的位置和动量原则上无法同时准确确定，与测量方法、工具无关. 不确定性关系指明：准确地确定粒子地位置，即x较小，那么动量的测量一定会更不准确，p较大.粒子没有确定的位置，没有确定的轨迹.,15,微观粒子具有波粒二象性. 经典物理中的粒子具有确定的位置和动量，有确定的轨迹；微观粒子没有确定的轨迹.微观粒子的波动性与经典物理的波也不同，是概率波.经典物理中的波是某种实在的物理量在三维空间的波动. 经典物理中的波和粒子只有部分概念被保留下来.,16,小结,概率波的含义 不确定性关系xph/4 微