概率波和不確定關(guān)系.ppt

第四節(jié) 概率波,一、經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波,1、經(jīng)典物理認(rèn)為：物質(zhì)要么具有粒子性，要么具有波動性，非此即彼。,2、經(jīng)典的粒子：,3、經(jīng)典的波：,2、經(jīng)典的粒子：粒子有一定的空間大小，有一定的質(zhì)量，有的還具有電荷。遵從牛頓運(yùn)動定律，可在空間有確定的軌跡。,3、經(jīng)典的波：在空間是彌散開來的，其特征是具有頻率和波長，具有時(shí)空的周期性。,二、概率波,1、條紋明暗的分布應(yīng)該是達(dá)到屏上的光子數(shù)目多少的分布。光的強(qiáng)弱對應(yīng)于光子的數(shù)目，明紋處到達(dá)的光子數(shù)多，暗紋處到達(dá)的光子數(shù)少。,2、光的波動性不是光子之間的相互作用引起的，而是光子自身固有的性質(zhì)。,3、光子落在明紋處的概率大，落在暗紋處的概率小。光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過波動規(guī)律確定。因此說，光波是一種概率波。,4、對于電子和其他微觀粒子，由于同樣具有波粒二象性，所以與它們相聯(lián)系的德布羅意波也是概率波。,隨著電子數(shù)的增加，規(guī)則的條紋越來越明顯。即波動性越明顯。,小結(jié),單個(gè)粒子的落點(diǎn)具有偶然性：無法確定其落點(diǎn)。 大量粒子落點(diǎn)具有必然性：大量粒子在落點(diǎn)的概率可以通過波動的規(guī)律確定，亮條紋表示落在此處的概率大，暗條紋表示落在此處概率小。,第五節(jié) 不確定關(guān)系,一、不確定性關(guān)系,表明：微觀粒子不再遵守牛頓運(yùn)動定律。我們也不能同時(shí)用質(zhì)點(diǎn)的位置和動量來描述微觀粒子的運(yùn)動。,1、光的單縫衍射,單縫衍射，屏上各點(diǎn)的亮度反映了粒子到達(dá)這點(diǎn)的概率。,粒子通過狹縫時(shí)發(fā)生衍射,（1）狹縫的寬度代表粒子位置的不確定量，中央亮條的寬度代表粒子動量的不確定量。,（2） 從衍射的規(guī)律可知，狹縫越窄，屏上中央亮條就越寬。狹縫越寬，屏上中央亮條就越窄。即位置的不確定性越小，動量的不確定性越大；位置的不確定性越大，動量的不確定性越小。,2、不確定性關(guān)系：,3、在經(jīng)典物理學(xué)中，可以同時(shí)用質(zhì)點(diǎn)的位置和動量精確地描述它的運(yùn)動。 但在微觀物理學(xué)中，不可能同時(shí)準(zhǔn)確地知道粒子的位置和動量，因而也就不可能用“軌跡”來描述粒子的運(yùn)動。,微觀粒子的坐標(biāo)測得愈準(zhǔn)確( x0) ，動量就愈不準(zhǔn)確(px) ； 微觀粒子的動量測得愈準(zhǔn)確(px0) ，坐標(biāo)就愈不準(zhǔn)確( x) 。 但這里要注意，不確定關(guān)系 不是說微觀粒子的坐標(biāo)測不準(zhǔn)； 也不是說微觀粒子的動量測不準(zhǔn)； 更不是說微觀粒子的坐標(biāo)和動量都測不準(zhǔn)； 而是說微觀粒子的坐標(biāo)和動量不能同時(shí)測準(zhǔn)。,不確定關(guān)系式表明：,不確定關(guān)系是自然界的一條客觀規(guī)律。 這本質(zhì)上是微觀粒子具有波粒二象性的必然反映。,3、物理模型與物理現(xiàn)象,在經(jīng)典物理學(xué)中，我們建立了粒子模型和波動模型，它們與直接經(jīng)驗(yàn)一致。,在量子力學(xué)中，不可能觀察到什么圖景，要建立什么模型是很困難的，只能靠假設(shè)，想象。,微觀粒子和宏觀物體的特性對比,微