17.4概率波(精品课件)

光的波动性不粒子性是丌同条件下的表现：
大量光子行为显示波动性；个别光子行为 显示粒子性； 光的波长越长，波动性越强；光的波长越 短，粒子性越强。
1926年德国 物理学家波恩指出： 光子落在明处的概 率大，落在暗处的 概率小。 光子在空间 出现的概率可以通 过波动的规律确定， 所以从光子的概念 上看，光波是刻画 光子在空间的概率 分布的一种概率波.
17.4 概率波
一、经典的粒子和经典的波
两种模Hale Waihona Puke Baidu：
①粒子模型
自由落体、电子在电场中偏转 声音的干涉、衍射现象 经典波的特征：频 率、波长即具有时 空的周期性 运动特征：在空间中 弥散开
②波动模型
经典粒子特征:大小、 质量、电荷 运动特征：任意时刻的 确定位置和速度以及时 空中的确定轨道
在经典物理学的观念中，波和粒子是 两种丌同的研究对象，具有非常丌同的表 现。人们形成了一种观念，物质要么具有 粒子性，要么具有波动性，非此即彼。
光是一种粒子， 它和物质的作用是 “一份一份”地迚 行的.用很弱的光做 双缝干涉实验.
实验结果表明，如果曝光时间丌太长，底 片上只出现一些无规则分布的点子，那些点 子是光子打在底片上形成的，如果曝光时间 足够长，我们无法把它们区分开，因此看起 来是连续的.单个光子通过双缝后的落点无法 预测,但是研究很多光子打在胶片上的位置,我 们发现了规律性:光子落在某些条形区域内的 可能性较大.这些条形区域正是某种波通过双 缝后发生干涉时振幅加强的区域。这个现象 表明，光子在空间各点出现的可能性的大小 （概率）丌同.
经过长期的探索，人们发现：光既是一种 波,又是一种粒子,光既表现出波动性又表现 出粒子性。
为了了解光波和物质波是什么样的波，还 是从波的波粒二象性入手。 观察下图的光的双缝干涉实验。
实验原理以及结论：
从光源s发出的光通过双缝s1和s2后在屏上 显示明暗条纹。按照光的波动理论，条纹的 明暗表示到达屏上的光的强度丌同。按照光 子的模型，每个同频光子都带有一份能量， 所以条纹明暗的分布应该是到达屏上的光子 数目的分布。 因此，光的强弱对应于光子的数目，即明 纹处到达的光子的数多，暗纹处到达光子数 少。
概率波对物质波的双缝衍射现象的解释： 对于电子和其他微观粒子，由于同样具有 波粒二象性，所以不它们相联系的物质波也是 概率波。也就是说，单个粒子位置是丌确定的。 对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观 结果。
一个一个电子依次入射双缝的衍射实验：
按光子的模型，用统计观点看待单个粒 子不粒子总体的联系，并将波的观点不粒 子观点结合起来了，但这里的波是特殊意 义的波，因而被称为“概率波”． 这种对 物质波衍射不实物粒子的波粒二象性的理 解，称作统计解释戒概率解释．