課標高中物理選修.ppt

,物質(zhì),實物,場,質(zhì)子,電子,電場,磁場,光是傳播著的電磁場,實物粒子在一定條件下是否會表現(xiàn)出波動性,一、經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波 兩種模型： 粒子模型 經(jīng)典粒子特征： 運動特征： 波動模型 經(jīng)典波的特征：,如：聲音的干涉、衍射現(xiàn)象,如：自由落體、電子在電場中偏轉(zhuǎn),有大小、質(zhì)量、電荷.,有頻率、波長，即具有時空的周期性。,能確定任意時刻的位置和速度以及時空中的確定軌道。,波和粒子是兩種不同的研究對象，具有非常不同的表現(xiàn),二、概率波 雙縫干涉現(xiàn)象： 到達明紋的光子數(shù)多，到達暗紋的光子數(shù)少。 是否可以認為：,是光子之間的相互作用使它表現(xiàn)出了波動性，而不是光子本身就具有波動性呢？,問題：一個光子通過狹縫后到底落在屏上的哪一點呢？,1926年德國物理學(xué)家波恩指出：光子落在明處的概率大，落在暗處的概率小。,光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過波動的規(guī)律確定，所以從光子的概念上看，光波是一種概率波.,玻恩 1954年諾貝爾物理學(xué)獎,1、對概率波的驗證電子的雙縫干涉 1) 用足夠強的電子束進行雙縫干涉, 結(jié)果與光的雙縫干涉一樣： 出現(xiàn)了明暗相間的條紋，體現(xiàn)電子的波動性。 條紋掩飾了電子的粒子性 未能體現(xiàn)電子在空間分布的概率性質(zhì)。,2) 用非常弱的電子束進行雙縫干涉, 開始電子打在屏幕上的位置是任意的 隨著時間推移，出現(xiàn)清晰條紋，和強電子束在短時間形成的一樣 單個電子的運動是完全不確定的，具有概率分布 電子運動的概率具有確定的規(guī)律波動規(guī)律,7個電子,100個電子,3000,20000,70000,2、物質(zhì)波是不是經(jīng)典波？, 經(jīng)典的波是介質(zhì)中質(zhì)元共同振動形成的，實際存在于空間的一種波動。,雙縫中，干涉每個電子的分布是隨機的，完全不確定的。但屏幕上出現(xiàn)的是強弱連續(xù)分布的條紋（整體性）。 物質(zhì)波是一種概率波。簡單的說，是為了描述微觀粒子的波動性而引入的一種方法。,德布羅意波的統(tǒng)計解釋 1926年，德國物理學(xué)玻恩 (Born , 1882-1972) 提出了概率波，認為單個微觀粒子在何處出現(xiàn)有一定的偶然性(不確定性)，但是大量粒子在空間何處出現(xiàn)的空間分布卻服從一定的統(tǒng)計規(guī)律。粒子在某點出現(xiàn)的概率的大小可由波動規(guī)律確定。,光子在某處出現(xiàn)的概率由光在該處的光強決定,概率波體現(xiàn)了波粒二象性的和諧統(tǒng)一,根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)，如果我們已知一物體的初始位置和初始速度，就可以準確地確定以后任意時刻的位置和速度。 但是