1、第十七章波粒二象性第十七章波粒二象性第第5节不确定性关系节不确定性关系 栏目链接栏目链接“满纸荒唐言满纸荒唐言”的机遇的机遇在德布罗意准备论文答辩的过程中，出现了戏剧性在德布罗意准备论文答辩的过程中，出现了戏剧性的一幕德布罗意的导师朗之万竟然不知道如何评价学生的一幕德布罗意的导师朗之万竟然不知道如何评价学生的论文，但他表现得相当豁达大度，认为德布罗意的思想的论文，但他表现得相当豁达大度，认为德布罗意的思想虽然大胆得近乎荒唐，但表述十分优美和精巧甚感尴尬虽然大胆得近乎荒唐，但表述十分优美和精巧甚感尴尬之余，他聪明地把德布罗意的博士论文副本寄给了爱因斯之余，他聪明地把德布罗意的博士论文副本寄给了爱
2、因斯坦爱因斯瓜蚶葱郎臀锢硌坦爱因斯瓜蚶葱郎臀锢硌械亩猿浦械亩猿浦溃溃虏悸抟饴畚虏悸抟饴畚奶逑至斯庾雍褪滴锪又奶逑至斯庾雍褪滴锪又涞亩猿菩裕涞亩猿菩裕蛩固谷惹榈爻蛩固谷惹榈爻圃薜虏悸抟圃薜虏悸抟“已揭开了巨大帷幕的一角已揭开了巨大帷幕的一角”他的态度使得他的态度使得 栏目链接栏目链接德布罗意这篇似乎德布罗意这篇似乎“满纸荒唐言满纸荒唐言”的论文，顺利获得的论文，顺利获得了博士学位，并创下用学位论文赢得诺贝尔奖的历史了博士学位，并创下用学位论文赢得诺贝尔奖的历史纪录纪录 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接1不确定性关系不确定性关系如果以如果以x表示粒子位置的不确定量，以表示粒子位置的不确定量，以p
3、表示粒子表示粒子在在x方向上的动量的不确定量利用数学方法对微观粒子方向上的动量的不确定量利用数学方法对微观粒子的运动进行分析可知道：的运动进行分析可知道：xp_.可见，如果要可见，如果要更准确地确定粒子的位置更准确地确定粒子的位置(x小小)，那么动量的测量一定会，那么动量的测量一定会_(p更大更大)即粒子的动量和位置不可能即粒子的动量和位置不可能_准确地知道，因而不能用准确地知道，因而不能用_描述粒子的运动，但描述粒子的运动，但我们能够对宏观现象进行我们能够对宏观现象进行_ 栏目链接栏目链接更不准确更不准确同时同时轨迹轨迹预言预言 栏目链接栏目链接1粒子位置的不确定性粒子位置的不确定性在单缝衍
4、射现象中，入射的粒子有确定的动量，但它在单缝衍射现象中，入射的粒子有确定的动量，但它们可以处于挡板的任何位置，也就是说，粒子在挡板上的们可以处于挡板的任何位置，也就是说，粒子在挡板上的位置是完全不确定的位置是完全不确定的2粒子动量的不确定性粒子动量的不确定性微观粒子具有波动性，会发生衍射，大部分粒子到达微观粒子具有波动性，会发生衍射，大部分粒子到达狭缝之前沿水平方向运动，而在经过狭缝之后，有些粒子狭缝之前沿水平方向运动，而在经过狭缝之后，有些粒子 栏目链接栏目链接1 不确定性关系不确定性关系 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接反之取狭缝反之取狭缝x0，粒子的位置测定精确了，但衍射，粒子的位置测
5、定精确了，但衍射范围会随范围会随x的减小而增大，这时动量的测定就更加不的减小而增大，这时动量的测定就更加不准确了准确了 例例(双选双选)关于光的波粒二象性，以下说法正确关于光的波粒二象性，以下说法正确的是的是()A光有时是波，有时是一种粒子光有时是波，有时是一种粒子B光子和质子、电子等是一样的粒子光子和质子、电子等是一样的粒子C大量光子易显出波动性，少量光子易显出粒子性大量光子易显出波动性，少量光子易显出粒子性D紫外线、紫外线、X射线和射线和射线中，射线中，射线的粒子性最强，射线的粒子性最强，紫外线的波动性最显著紫外线的波动性最显著 栏目链接栏目链接 解析：解析：波动性和粒子性是光同时具备的两
6、种性质，波动性和粒子性是光同时具备的两种性质，只是有时光易显示出波动性，有时光易显示出粒子性，只是有时光易显示出波动性，有时光易显示出粒子性，A选项错误；光是一种概率波，大量光子易显示出波动选项错误；光是一种概率波，大量光子易显示出波动性，少量光子易显示出粒子性，故性，少量光子易显示出粒子性，故C选项正确；在紫外选项正确；在紫外线、线、X射线和射线和射线中，紫外线的波长最长，最易发生衍射线中，紫外线的波长最长，最易发生衍射和干涉现象，波动性最强，而射和干涉现象，波动性最强，而射线波长最短，最不容射线波长最短，最不容易发生干涉和衍射现象，因而其波动性最弱，粒子性最易发生干涉和衍射现象，因而其波动
7、性最弱，粒子性最强，强，D选项正确；光虽然具有粒子性，每一份就是一个选项正确；光虽然具有粒子性，每一份就是一个光子，但光子与电子、质子等实物粒子不同，前者没有光子，但光子与电子、质子等实物粒子不同，前者没有一定的形状，而后者有一定的形状，前者在真一定的形状，而后者有一定的形状，前者在真 栏目链接栏目链接空中的速度总是不变的，而后者却以低于光速的速度运动，空中的速度总是不变的，而后者却以低于光速的速度运动，且速度可以不断变化我们说光具有粒子性，只是说光是且速度可以不断变化我们说光具有粒子性，只是说光是一份一份的，是不连续的，并不是说光子与质子、电子与一份一份的，是不连续的，并不是说光子与质子、电
8、子与实物粒子是一样的粒子，故实物粒子是一样的粒子，故B选项错误选项错误答案：答案：CD名师点评：名师点评：正确理解光的波粒二象性的含义，不要把宏观正确理解光的波粒二象性的含义，不要把宏观的波与粒子和微观的波与粒子相混淆，并且要注意建立微的波与粒子和微观的波与粒子相混淆，并且要注意建立微观领域的认识，逐步建立起一个全新的微观世界模型，以观领域的认识，逐步建立起一个全新的微观世界模型，以有利于理解波粒二象性的含义有利于理解波粒二象性的含义变变 式式迁迁 移移 栏目链接栏目链接 (双选双选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个从单缝射入的光强的从单缝射入的光强
9、的95%以上，假设现在只让一个光子以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子通过单缝，那么该光子()A一定落在中央亮纹处一定落在中央亮纹处B一定落在亮纹处一定落在亮纹处C可能落在暗纹处可能落在暗纹处D落在中央亮纹处的可能性最大落在中央亮纹处的可能性最大变变 式式迁迁 移移 栏目链接栏目链接 解析：解析：大量光子的行为显示出波动性，当大量光大量光子的行为显示出波动性，当大量光子通过单缝时光子落在亮纹处的概率较大，尤其是中央子通过单缝时光子落在亮纹处的概率较大，尤其是中央亮纹处，依题将有亮纹处，依题将有95%以上的光子落在中央亮纹处，落以上的光子落在中央亮纹处，落在其他亮纹处相对少一些，落在暗纹处光子最少，需要在其他亮纹处相对少一些，落在暗纹处光子最少，需要注意的是暗纹处不是没有光子落在上面，只是很少而已，注意的是暗纹处不是没有光子落在上面，只是很少而已，只让一个光子通过单缝，这个光子落在哪一个位置是不只让一个光子通过单缝，这个光子落在哪一个位置是不可确定的，可以落在亮纹处，也可以落在暗纹处，只是可确定的，可以落在亮纹处，也可以落在暗纹处，只是落在中央亮纹的机会更大落在中央亮纹的机会更大(有有95%以上以上)答案：答案：CD
