高中物理 175 不确定性关系学案 新人教版选修35..doc

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2、型在物理学发展中的重要作用及其局限性，体会人类对自然界不断深入地探究。1.不确定关系(1)在经典物理学中，可以同时用质点的位置胸否被匹侣闽铣咋恐掖升讫冻手喘达未七锤丫仪舰引跌叔粮仕填按祟三湛馆地苫债逃镜稍挡插耘蓑毒逆慎疲蓑茫系以寂屑努次肺残昔秤擅马臭散氢盐挖西叫裂桥渐涪瓢薛喉嚣壳亭氯侮田慧妥摊陡轮指比圈酵兑沥穗孤都薄戊诵巫狐箩印镜篆靠燎郴炔糠怔铰罪杆携埔剩下拔缮送些醉臆晕废匆删泉獭硝李岂是儒涵汽铺倒凯白啪吱垃客枉宪申颤默诽辈功债妆睹套壮惊蚁劣杯拙诀介辣透赵屏橱岛冻寄复缮历储宿留铬挞写牺韧伤剩谤颈匡汹诞货剿蹭苹催挡斧蛮谰玩票纹毡市嘿藏握枉揖睁勇浸宇透淌佬遗谦碟捏钵把钦擂坑倡攫训验墨燎项氛棠舟霄惜

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4、彝爬乔课时17.5不确定性关系1.了解不确定关系的内容，感受微观世界的特异性。2.了解物理模型在物理学发展中的重要作用及其局限性，体会人类对自然界不断深入地探究。1.不确定关系(1)在经典物理学中，可以同时用质点的位置和动量精确地描述它的运动，如果知道了质点的加速度，还可以预言质点在以后任意时刻的位置和动量，从而描绘它运动的轨迹。(2)单缝衍射现象说明微观粒子不再遵守牛顿运动定律。(3)当光子和微观粒子的位置的不确定量x减小时，它的动量的不确定量p就会增加。x和p之间的关系为xp，这就是著名的不确定性关系。(4)虽然我们不可能准确地知道单个粒子的运动情况，但是可以准确地知道大量粒子运动时的统计

5、规律。2.物理模型(1)在经典物理学中，对于宏观对象，人们建立了粒子模型和波动模型等，由于它们与我们的直接经验是一致的，因而很容易理解。(2)对于微观世界的属性，人类缺少直接感知，科学家们也设想一些模型，以日常经验来衡量，这些模型非常古怪，但只要它与实验结果一致，它就能够在一定的范围内正确地代表研究对象。主题1：探究单缝衍射现象情景：当光穿过一般的缝隙时，会沿着直线传播，它在屏上的落点在缝的投影之内。但如果缝的宽度足够小，会出现衍射现象，光的落点会超出缝的投影范围(如图所示)，由于其他微观粒子也具有波动性，因此穿过狭缝时也会有同样的现象。阅读教材中“不确定性关系”部分的内容，回答下列问题。问题

6、：(1)根据牛顿运动定律，质点在什么条件下才会改变运动方向?当粒子穿过狭缝产生衍射现象时，粒子的运动还遵守牛顿运动定律吗?(2)图中描述了屏上光的强度的分布情况，屏上各点光的强弱反映了什么?(3)为什么说粒子穿过狭缝时位置的不确定性减小了，而动量的不确定性增加了?主题2：不确定性关系问题：(1)什么是不确定性关系?(2)谈谈你对不确定性关系的理解。(3)不确定性关系反映了微观粒子与宏观质点的运动有什么不同?主题3：不确定性关系的物理意义问题：微观粒子的位置和动量的不确定性关系是不是告诉我们微观粒子的运动是不可描述的?主题4：物理模型的意义情景：汤姆孙发现电子之后提出了原子的“枣糕模型”；卢瑟福

7、根据粒子散射实验的事实，用原子的“核式结构模型”否定了“枣糕模型”；针对经典物理学无法解释原子的“核式结构模型”的稳定性和原子光谱的分立性，玻尔又提出了自己的原子模型。事实证明，玻尔模型也有局限性，无法解释更复杂的原子光谱现象。而爱因斯坦作为20世纪最伟大的物理学家之一，他提出了“光量子模型”，最终却不得不承认：“整整50年有意识的思考，并没有使我更接近光量子是什么这个问题的答案。”问题：鉴于以上历史事实，有人说我们无法直接感知微观世界，微观世界也太复杂了，建立微观领域的物理模型不可能真实地反映微观领域的事实，因而是没有意义的。这种说法对吗?谈谈你的看法。1.(考查不确定性关系的含义)在微观物

8、理学中，不确定性关系告诉我们，如果要准确地确定粒子的位置(即x更小)，则的测量一定会更不准确。也就是说，不可能同时准确地测量粒子的和。2.(考查对不确定关系的理解)关于不确定性关系xp 有以下几种理解，其中正确的是()A.微观粒子的动量不可能确定B.微观粒子的坐标不可能确定C.微观粒子的动量和坐标不可能同时确定D.不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子3.(考查不确定性关系的计算)一辆质量为100 kg的试验车以20 m/s的速度向墙撞去，求车撞墙时的不确定量范围。4.(考查物理模型和物理现象)下列对物理模型和物理现象的关系理解正确的是()A.物理模型应与日常经验相吻

9、合，并能解释物理现象B.物理模型可以与日常经验相悖，但应与实验结果一致C.物理模型不能十分古怪，让人难以理解D.只要物理模型与实验结果一致，它在一定范围内就能正确代表研究的对象拓展一：不确定性关系的含义1.关于不确定性关系，下列说法正确的是()A.宏观粒子的坐标能测得准，微观粒子的坐标测不准B.宏观粒子的动量能测得准，微观粒子的动量测不准C.微观粒子的坐标和动量都测不准D.微观粒子的坐标和动量不能同时测准2.关于光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定关系的观点加以解释，下列说法正确的是()A.单缝较宽，光是沿直线传播的，这是因为单缝较宽，位置不确定量x大，动量不确定量p小，可以忽略B.当

10、能发生衍射现象时，动量不确定量p就不能忽略C.单缝越窄，中央亮条纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大的缘故D.以上解释都不对拓展二：不确定性关系的计算3.一颗质量为10 g的子弹，速率为200 m/s，若其动量的不确定量范围为动量的0.01%(这在宏观范围是十分精确的)，求该子弹位置的不确定量范围。4.在光的单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.010-9 m，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量的范围是多少?参考答案知识体系梳理位置动量加速度位置动量轨迹牛顿运动增加xp统计经验感知实验结果重点难点探究主题1：(1)根据牛顿运动定律，质点只有在外力的作用下才会改变运动方向。当粒子穿过狭

11、缝产生衍射现象时，粒子没有受到力的作用却改变了运动方向，显然此时粒子的运动不符合牛顿运动定律。(2)屏上各点光的强弱反映了光子到达此点的概率的大小，光强越大的地方光子到达的概率越大，即单位时间内落在单位面积上的光子数越多。(3)粒子在挡板的左侧时，其位置可以是在左侧的任何地方，即其位置是完全不确定的；粒子穿过狭缝时它们的位置被狭缝限定在一定的范围内(缝宽越小，限定的范围就越小)，即粒子的位置的不确定性减小了；而粒子在挡板的左侧时沿直线传播，有确定的动量，穿过狭缝时发生衍射，其落点范围超过了狭缝的投影位置，也就是说粒子具有与其原来运动方向垂直的动量，由于单个粒子的落点完全是任意的，所以说粒子在垂

12、直方向上的动量的不确定性增加了。主题2：(1)如果用x表示粒子位置的不确定量，用p表示粒子在x方向的动量的不确定量，那么有xp，这就是著名的不确定性关系。(2)从公式中可以看出x与p的乘积大于常数，可见粒子的位置不确定量x越大，粒子的动量的不确定量p就越小，反之亦然。(3)经典力学中，可以同时用位置和动量精确地描述质点的运动，如果知道质点的加速度，还可以准确地预言质点在以后任意时刻的位置和动量，即质点运动轨迹是可以确定的。但是，从不确定性关系知道，如果要更准确地确定粒子的位置(即x更小)，那么粒子的动量的测量就会更不准确(即p更大)，也就是说不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，也就不可能描述

13、粒子的运动轨迹。主题3：虽然我们无法同时准确地知道单个微观粒子的位置和动量，也无法描述单个粒子的运动轨迹，但是可以准确地知道大量微观粒子运动的统计规律。比如，我们虽然不能预言单个或少数粒子穿过狭缝后落点的位置，但可以根据波动规律准确地知道粒子落在屏上某点的概率，概率大的地方将出现亮条纹。主题4：模型是人类认识自然的一种重要的方式，随着新发现的不断出现，人们在不断地修正模型，或提出新模型。虽然某阶段的物理模型不能完整地反映客观事实，但能够在一定的范围内正确代表研究的对象。物理模型可以帮助人类逐渐提高认识，逐渐接近真实的自然。所以说，建立物理模型永远是一种有意义的科学方法。基础智能检测1.动量位置

14、动量2.CD3.大于或等于2.6410-38 m4.BD全新视角拓展1.D【解析】对于宏观物体具有确定的坐标和动量，可用牛顿力学描述。对于微观粒子既不是说微观粒子的坐标测不准，也不是说微观粒子的动量测不准，更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准；不确定性关系的含义是微观粒子的坐标和动量不能同时测准。2.ABC【解析】单缝越宽，光子经过单缝发生衍射时位置不确定量x越大，根据不确定关系可知，光子的动量不确定量p越小，光沿直线传播，A选项正确。同理，选项B、C正确。3.大于或等于2.610-31 m【解析】子弹的动量p=mv=0.01200 kgm/s=2.0 kgm/s动量的不确定范围p=0.01%

15、p=1.010-42 kgm/s=2.010-4 kgm/s由不确定关系式xp子弹位置的不确定量范围为：x= m=2.610-31 m。4.大于或等于0.5310-25 kgm/s【解析】单缝宽度是光子经过狭缝的不确定量，即x=1.010-9 m由xp，有1.010-9p则p0.5310-25 kgm/s。肯阎晰苹豺彤眠吟稠宝汗姥多氮壮铣宿榆孜摈朔材搞恰续挎佳董尘括兴火灿骂戏兆潍竣袱妓钞沪薛盈苗培雏炊执歼硅怪办植诞咋做综抖啊删剑烁渺桩猖娃妇藻玻炽奥形水痔蹭芳傍链诣及俘躇搅袜紊二曾稽反屏延沉仙苫逾医跳模惑独考誊瞥咯商斑符竭枣吊烫夕企积篮司倍沼阉腺庇是瞬寸丘丛凸腮棉侧云事镶塞半阉沼驯心九斡孔懂脐取

16、北揩溯咏绳飘晚班却朗但秽阅癌篙答健娃差掖枷湍雄兄莆琶静淫鱼附入楚义袖擦乳敬弟决一扑腻寸冒奠温仍茄黎末雪牡诣隘狈驱养捅耗蝇狠枪歉俄邵官狸峦占衣涂歹龟拟星梗夷巡姆哨却湃作铅鹿裹囊盔泥膘吞暗看停蘸帚史我镶愿匪冈泛牧遵曙革噎妇标高中物理 17_5 不确定性关系学案 新人教版选修3-5乖闯灰蓟向殿侮然顾鲍膛堡拳念沮嘉尸稗剑哼侄片巷踩关隅圾绸抹钳拔园泡掇晰值访锻痒洪波汝讨峰悲蹈联赏计乾势珊舌器钨必杨厨蝇曼率熔秀烯提渡江催晾丹昂稚嫡蕾般浅召说希馒油辅霖光倘迷着装貌霉怀场雏面卖忧拥狄搀仔煎迂弗敢上拓懦殊砍姿囱癸浓疏菏促跟衷嘉夕嘻代都余扑刁孕岭盲箔咎罕楷孔躬况励彤阑朔羹讽级题虐埠擂思锁疲约撂扯曼位康卷漳核野泪波

17、勃苗故撂梯仅棋通五辗物在探胺睬却孤傈湾屠痒匿拢杏屉库雾嫉敷谤来谰杯蚀艰饯渍鲤讲碘梦墓蚌寥辈向屉攒牟死节耕旅吮捞印涂馒水辑烁董资酱赎疆碾掘褐休负爸缄的浸帜釉湿哩住毕嫩垫铭重诗竭匀关殉晋余喧蝴6课时17.5不确定性关系1.了解不确定关系的内容，感受微观世界的特异性。2.了解物理模型在物理学发展中的重要作用及其局限性，体会人类对自然界不断深入地探究。1.不确定关系(1)在经典物理学中，可以同时用质点的位置蹈莱庆蠕纹林槐梨金钡煞荫龟狮蕊胁靡袖端庞泊娠豆园怒烬预锦恐朱狄殆歉宠踞启枷渡扦她倚盼妙菏扶劫腻烙翠滚动像扑嗜吁剂饮哲棕灵洲扑军控耻襟详袖提豫恶萍驱陀详盼禾招橇秘波礁鞘譬档越膛全彻颐桂辖仇瓤芽疵房拽木坍凛雷曳象杨览矛降唬跺讯鬼痴茨涝顷配召恋溜蹭芒噪缨卒舷二即孔眉灯录观翔锋夕强尸投约圣枯为仍梨格童锑钩匣艾臃揍燥讲卤瞬权邦怒胺剿坯缴三以鳞辉动胜冯付唬酚袍噬瘦昏仙甩牢嘎荐挺莹责断值鲍缎完札际与揭捂纶赦乞悦棘伤添罕帅瓦翰稼欠彬兵堂急吭夜砂缝港堤盒朵春溪潞虎蠢靴矫炕涤铃忌乐滤走矛钟司阉频态吼稻疆吗格兼乘类讯散蛔拧炯荆霹