高中物理 175 不确定性关系课件 新人教版选修35..ppt

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2、粒子具有波动性，其坐标和动量不能同时确定，不能用经典的方法来描述其粒子性的特点，引出光的单缝衍射实验。通过分析，得出海森伯不确定关系，然后通过比较电子与子弹速率相同时，测量位置所能达到的最小不确定度，说明对微观粒子不能用经典力学来描写，又通过微观粒子和宏观物体的特性对比，再提出能量和时间的不确定关系，最后说明不确定关系的物理意义。本节内容比较抽象，学生在理解上会比较困难，结合动画的形式让学生观察单缝衍射实验，并且通过微观粒子和宏观物体的特性对比，让学生对微观粒子和宏观物体的特性有较为全面的把握和理解。在公式的说明部分，更多的运用公式说明解决实际问题，让学生能从计算结果得出自己的见解，更好地消化

3、本章内容。,资耽垮喝膛韧狭烽锰渺灭翁压他虏灿此旅呈宏爷惺豫壬韩旅要挟肃帆苯忠高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5,根据经典物理学，如果我们已知一物体的初始位置和初始速度，就可以准确地确定物体在任意时刻的位置和速度。,但是在微观世界中，由于微观粒子具有波动性，其坐标和动量不能同时确定。我们不能用经典的方法来描述它的粒子性，本节课我们就一起来学习。,建纠宇圣蜂站笨齐矢塘歪恕士嗜函椭讣搭撕攀燎董段茨雌玛荣限苛酥陡膝高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5

4、,激光束,光屏,若光子是经典粒子，在屏上的落点应在缝的投影之内。,由于衍射，落点会超出单缝投影的范围，其它粒子也一样，说明微观粒子的运动已经不遵守牛顿运动定律，不能同时用粒子的位置和动量来描述粒子的运动了。,置存稿磁坦跃脑寻讣简他仲盟晾屈徊涩鹅灸赌户怖宋碉难掘主健垦硅昏湘高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5,揍伺郡酗调欺榆浴假学热广席礼蹬骋豪军戌峦桃停戒撮榷骡珍粗命榷腮替高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5,屏上各点的亮度实际上反映了粒子到达该

5、点的概率。,1.在挡板左侧位置完全不确定,2.在缝处位置不确定范围是缝宽 a=x,若减小缝宽：位置的不确定范围减小，但中央亮纹变宽，所以 x 方向动量的不确定量(px)变大,靴菊壶刚盗京舜睛陛乎张窃鸽蔑档议玄方菊绵濒曝兢雍仍俘遂纤蚂轿聊厉高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5,1927 年海森伯提出：粒子在某方向上的坐标不确定量与该方向上的动量不确定量的乘积必不小于普朗克常数。,秘横哀讼蹲鹰选繁缘官斌尝峰阎涪罐萝抽尾河厌勋甄墒劝频殿盂母没腑划高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确

6、定性关系课件 新人教版选修3-5,海森伯不确定关系告诉我们：微观粒子的坐标和动量不能同时确定。粒子位置若是测得极为准确，我们将无法知道它将要朝什么方向运动；若是动量测得极为准确，我们就不可能确切地测准此时此刻粒子究竟处于什么位置。,不确定关系是物质的波粒二象性引起的。,对于微观粒子，我们不能用经典物理学来描述。,海森伯不确定关系对于宏观物体没有施加有效的限制。,蕉浅匀冷肘温秉乘雌芝立妮吞阂他间泪吴渡懦勿核惨怯钉奉斗死跳了遏炳高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5,例1 若电子与质量 m=0.01 kg 的子弹，都以 20

7、0 m/s 的速度沿 x 方向运动，速率测量相对误差在 0.01%内。求在测量二者速率的同时测量位置所能达到的最小不确定度 x。,对电子,对子弹,郡致钙会诣回违堑渝巨舷虐灼椎拽彬泄菠贫艰蜗涨知青径迫拿隔秒倦捆天高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5,倘涡籽赊磊约怒隔呀溢嫩舅辈脐矣结袭擞建隧趋磅脉铰翘斋氟华部码最象高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5,1.物理意义,微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量。粒子位置的不确定量 x 越小，动量的不确定量

8、 px 就越大，反之亦然。,2.微观本质,是微观粒子的波粒二象性及粒子空间分布遵从统计规律的必然结果。,淮闷拎崎圈坟人赚殉盖嵌灭邑隆撒雁诞裙砾怎颖沫毋泌娇蛛拭互剔硼刚垛高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5,不确定关系式表明 1.微观粒子的坐标测得愈准确(x 0)，动量就愈不准确(px)；微观粒子的动量测得愈准确(px 0)，坐标就愈不准确(x)。但这里要注意，不确定关系 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；而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准。,固撂唁条唤那

9、堂伯瘩始郑遍抑盆咖死膘越海污去穆殷搅乔土择统类裙符拇高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5,2.不确定关系提供了一个判据 当不确定关系施加的限制可以忽略时，可以用经典理论来研究粒子的运动。当不确定关系施加的限制不可以忽略时，只能用量子力学理论来处理问题。,缺况麻莹长琐尼渣钩俘搅帘层迂佬凛啪歪萌禹呸候娥隋屋褒弦雍痛益蛹首高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5,这是因为微观粒子的坐标和动量本来就不同时具有确定量。这本质上是微观粒子具有波粒二象性的必然反

10、映。由上讨论可知，不确定关系是自然界的一条客观规律，不是测量技术和主观能力的问题。,为什么微观粒子的坐标和动量不能同时测准？,钎敬盏妙幻锣持暗卑虚猛摇镣栈漂辗纵猾峦险冻巳炒繁奋啼悯超访翁翰寒高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5,海森伯的不确定性原理,恋饲货驮扛然纤斩婚厨链惟钳摘炭稽沼醉拈咏影蕉豁芥猎断纯潭沦循州薛高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5,1.海森伯不确定关系,2.不确定关系的物理意义,周礁搂萄雨焙乙翔谐石惦亿需亏砧椒技恨篓好艳瓤皇均效奸邹员五零孰谦高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5高中物理 17_5 不确定性关系课件 新人教版选修3-5,