人教版选修3 5 17.4 概率波 不确定性关系课件.ppt
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1、第十七章 波粒二象性 17.4 概率波 17.5不确定性关系,波和粒子是两种不同的研究对象,具有非常不同的表现,那么,为什么对于光子、电子和质子等粒子又能集它们于一身呢?,知识回顾,光是一种物质,它既具有粒子性,又具有波动性。一个能量为E、动量为 p 的实物粒子同时具有波动性,动量为 P 的粒子波长:,频率:,回顾光的波粒二象性的认识过程,1、著名物理学家牛顿支持微粒说.微粒说可以解释光的一些现象.微粒说对有些光学现象的解释感到困难。2、惠更斯提出了波动说。3、19世纪,通过光的干涉、衍射实验和光电效应的发现,最后统一到光既具有波动性,又具有粒子性,即光的波粒二象性。,在惠更斯与牛顿的争论中由
2、于他们认识的局限性,认为光子的粒子性和波动性绝对不能统一起来,是相互排斥的.在结论上这是一种错误的绝对的认识论,由光的波粒二象性的发展过程我们可以得出正确的结论就是“亦此亦彼”的观点.,在经典物理学的观念中,人们形成了一种观念,物质要么具有粒子性,要么具有波动性,非此即彼。任意时刻的确定位置和速度以及空中的确定轨道,是经典物理学粒子运动的基本特征。与经典的粒子不同,经典的波在空间中是弥散开来的,其特征是具有频率和波长,也就是具有时空的周期性。,物理学中物质分为电子、质子等实物和电场、磁场等场类的两大类。法国物理学家德布罗意认为运动的物质也有波动性,运动的物质对应的波就叫物质波。由于这一理论是德
3、布罗意提出的,因此也叫德布罗意波。所有的物质都有德布罗意波,只是动量越大其波长越短,波动性越弱,粒子性越强。,显而易见,在经典物理学中,波和粒子是两种不同的研究对象,具有非常不同的表现。那么,为什么光和微观粒子既表现有波动性又表现有粒子性的双重属性呢?,德布罗意波的统计解释1926年德国物理学家玻恩提出了概率波,认为个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性,但大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。,光的强弱对应于光子的数目,明纹处达到的光子数多,明纹表示光子达到的概率大。暗纹反之。,7个电子,100个电子,3000,20000,一个一个电子依次入射双缝的衍射实验:,70000,体现
4、了粒子性,体现了波动性,通过上述实验可知:虽然不能肯定某个光子落在哪一点,但在屏上各处明暗不同可以推知,光子落在各点的概率是不一样的,即光子落在明纹处的概率大,落在暗处的概率小。则光子在空间出现的概率可以通过衍射、干涉的明暗条纹这样的波动规律确定。-光是一种概率波。物质波也具有波粒二象性,同样物质波也是概率波。现象:1、单个粒子的位置是不确定的,但在某点附近出现的概率的大小可以由波动规律确定。2、大量粒子,概率的分布导致确定的宏观结果。电子数越多,规则的条纹越来越明显。,二、概率波,波动性是光子间相互作用结果吗?,波动性不是光子间相互作用引起的,而是光子自身固有的性质,光是一种概率波不能确定某
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