教科版高中物理选修3-5课件 4 不确定关系课件2
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高中物理·选修3-5·教科版
不确定关系
[目标定位] 初步了解不确定关系的内容，感受数学工具在 物理学发展过程中的作用．
ห้องสมุดไป่ตู้
一、不确定关系
1．定义：在经典物理学中，一个质点的位置和动量是可以同 时测定的，在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置 和动量是不太可能的，这种关系叫_不__确__定__性__关系．
针对训练 一颗质量为10 g的子弹，具有200 m/s的速率，若
其动量的不确定范围为其动量的0.01%(这在宏观范围是十
分精确的)，则该子弹位置的不确定量范围为多大？
答案 2.6×10－31 m
解析 子弹的动量 p＝mv＝0.01×200 kg·m/s＝2 kg·m/s， 动量的不确定范围Δpx＝0.01 %×p＝2×10－4 kg·m/s； 由不确定关系ΔxΔpx≥4hπ，得子弹位置的不确定范围Δx ≥4πhΔpx＝4×63..6134××120×－3140－4 m＝2.6×10－31 m.
答案 Δpx≥5.3×10－26 kg·m/s 解析 由题意可知光子位置的不确定量
Δx＝1.0×10－9 m，解答本题需利用不确定性关系．
单缝宽度是光子经过狭缝的位置不确定量，
即Δx＝1.0×10－9 m，
由ΔxΔpx≥4hπ有：1.0×10－9
m·Δpx≥6.63×41π0－34
J·s .
得Δpx≥5.3×10－26 kg·m/s.
4．不确定性关系告诉我们，如果要更准确地确定粒子的位置 (即Δx更小)，那么动量的测量一定会更不准确(即Δpx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 不可能用“轨迹”来描述粒子的运动．
【例1】 在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0×10－9 m，
那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是多少？
二、对不确定关系的理解 1．单缝衍射现象中，粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的，
即通过挡板前粒子的位置具有不确定性． 2．单缝衍射现象中，粒子通过狭缝后，在垂直原来运动方向
的动量是不确定的，即通过挡板后粒子的动量具有不确定 性． 3．微观粒子运动的位置不确定量Δ x 和动量的不确定量Δ px 的关系式为Δ xΔ px≥4hπ ，其中 h 是普朗克常量，这个关 系式叫不确定性关系．
2．表达式：Δ_x_Δ_p_x__≥4hπ .其中以Δ x 表示粒子位置的不确定量， 以Δ px 表示粒子在 x 方向上的动量的不确定量，h 是普朗克 常量．
3．不确定关系在微观世界与宏观世界中的不同作用 在微观世界里，由于粒子的_波__动__性比较显著，粒子的不 确定关系表现比较明显，但在宏观世界里，由于其德布罗 意波长非常小，宏观粒子的_波__动__性根本无法察觉，所以 宏观物体的不确定关系不需要考虑.
不确定关系
[目标定位] 初步了解不确定关系的内容，感受数学工具在 物理学发展过程中的作用．
ห้องสมุดไป่ตู้
一、不确定关系
1．定义：在经典物理学中，一个质点的位置和动量是可以同 时测定的，在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置 和动量是不太可能的，这种关系叫_不__确__定__性__关系．
针对训练 一颗质量为10 g的子弹，具有200 m/s的速率，若
其动量的不确定范围为其动量的0.01%(这在宏观范围是十
分精确的)，则该子弹位置的不确定量范围为多大？
答案 2.6×10－31 m
解析 子弹的动量 p＝mv＝0.01×200 kg·m/s＝2 kg·m/s， 动量的不确定范围Δpx＝0.01 %×p＝2×10－4 kg·m/s； 由不确定关系ΔxΔpx≥4hπ，得子弹位置的不确定范围Δx ≥4πhΔpx＝4×63..6134××120×－3140－4 m＝2.6×10－31 m.
答案 Δpx≥5.3×10－26 kg·m/s 解析 由题意可知光子位置的不确定量
Δx＝1.0×10－9 m，解答本题需利用不确定性关系．
单缝宽度是光子经过狭缝的位置不确定量，
即Δx＝1.0×10－9 m，
由ΔxΔpx≥4hπ有：1.0×10－9
m·Δpx≥6.63×41π0－34
J·s .
得Δpx≥5.3×10－26 kg·m/s.
4．不确定性关系告诉我们，如果要更准确地确定粒子的位置 (即Δx更小)，那么动量的测量一定会更不准确(即Δpx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 不可能用“轨迹”来描述粒子的运动．
【例1】 在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0×10－9 m，
那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是多少？
二、对不确定关系的理解 1．单缝衍射现象中，粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的，
即通过挡板前粒子的位置具有不确定性． 2．单缝衍射现象中，粒子通过狭缝后，在垂直原来运动方向
的动量是不确定的，即通过挡板后粒子的动量具有不确定 性． 3．微观粒子运动的位置不确定量Δ x 和动量的不确定量Δ px 的关系式为Δ xΔ px≥4hπ ，其中 h 是普朗克常量，这个关 系式叫不确定性关系．
2．表达式：Δ_x_Δ_p_x__≥4hπ .其中以Δ x 表示粒子位置的不确定量， 以Δ px 表示粒子在 x 方向上的动量的不确定量，h 是普朗克 常量．
3．不确定关系在微观世界与宏观世界中的不同作用 在微观世界里，由于粒子的_波__动__性比较显著，粒子的不 确定关系表现比较明显，但在宏观世界里，由于其德布罗 意波长非常小，宏观粒子的_波__动__性根本无法察觉，所以 宏观物体的不确定关系不需要考虑.