1、成才之路 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修3-5波粒二象性第十七章第四节 概率波第五节 不确定性关系第十七章学习目标定位1课堂情景切入2知识自主梳理3重点难点突破4考点题型设计5课后强化作业6学习目标定位了解经典的粒子和经典的波的基本特征知道光波和物质波都是概率波了解“不确定性关系”的具体含义课堂情景切入如图所示是70000多个电子通过双缝后的干涉图样，人们能准确预知单个电子的运动情况吗？电子出现的位置是否有规律可循呢？知识自主梳理1经典的粒子在经典物理学的概念中，粒子有一定的_大小，有一定的_，有的还有电荷。其运动的基本特征是：任意时刻有确定_和_以及在空间的确定_。2经典的波
2、经典的波在空间中是弥散开来的，其特征是具有_和_，也就是具有_的周期性。经典的粒子和经典的波空间质量位置速度轨道时空频率波长1光波是概率波光子落在各点的概率是不一样的，即光子落在明纹处的概率_，落在暗纹处的概率_。这就是说，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，光波是一种_。概率波大小概率波2物质波也是概率波对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是_的，但在某点附近出现的概率的大小可以由_的规律确定。对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以物质波也是_。不确定概率波波动1概念在经典力学中，一个质点的位置和动量是可以同时_的，在量子理论建立之后，要同时测出
3、微观粒子的_和_，是不太可能的。我们把这种关系叫做不确定性关系。不确定性关系精确测定位置动量2表达式利用数学方法对微观粒子的运动进行分析可以知道，如果以x表示粒子位置的不确定量，以p表示粒子在x方向上的动量的不确定量，那么xp_式中h 是普朗克常量。这就是著名的不确定性关系，简称不确定关系。重点难点突破一、对概率波的理解1单个粒子运动的偶然性我们可以知道粒子落在某点的概率，但不能预言粒子落在什么位置，即粒子到达什么位置是随机的，是预先不确定的。2大量粒子运动的必然性由波动规律，我们可以准确地知道，大量粒子运动时的统计规律，因此我们可以对宏观现象进行预言。3概率波体现了波粒二象性的和谐统一概率波
4、的主体是光子、实物粒子，体现了粒子性的一面；同时粒子在某一位置出现的概率受波动规律支配，体现了波动性的一面，所以说，概率波将波动性和粒子性统一在一起。特别提醒：,在双缝干涉和单缝衍射的暗纹处也有光子到达，只是光子数“特别少”。下列各种波属于概率波的是()A声波 B无线电波C光波D物质波答案：CD解析：光波的波动性具有概率波的规律，任一运动的物体均有一种物质波与之对应，且这种物质波也具有概率波的规律。概率波与机械波和电磁波的本质不同。经150V电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，则()A所有电子的运动轨迹均相同B所有电子到达屏上的位置坐标均相同C电子到达屏上的位置坐标可用
5、牛顿运动定律确定D电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置答案：D考点题型设计对光波是概率波的理解解析：根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上。当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故C、D选项正确。答案：CD点评：(1)概率大小只表明事件发生的可能性，实际情况如何，则不确定。(2)大量光子的行为易表现出光的波动性，少量光子的行为易表现出粒子性。如图所示是双缝干涉的图样，我们如何用光的波粒二象性来解释呢？解析：图a中表示曝光时间很短的情况，在胶片上出现的是随机分布的光
6、点。延长胶片曝光的时间，就会出现如图b所示的图样。从图中可以看出，光子在某些条形区域出现的概率增大，这些区域是光波通过双缝后产生相干振动加强的区域；而落在其他一些条形区域的概率很小，这些区域是光波通过双缝后产生相干振动减弱的区域。曝光的时间越长，图样就越清晰(如c图所示)，这说明，可以用光子在空间各点出现的概率，来解释光的干涉图样，即认为光是一种概率波。对不确定性关系的理解与应用点评：在宏观世界中物体的质量与微观世界中粒子的质量相比较，相差很多倍。根据计算的数据可以看出，宏观世界中的物体的质量较大，位置和速度的不确定量较小，可同时较精确地测出物体的位置和动量。在微观世界中粒子的质量较小，不能同时精确地测出粒子的位置和动量，不能准确把握粒子的运动状态。光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定关系的观点加以解释，正确的是()A单缝越宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量x越大，动量不确定量p越大的缘故B单缝越宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量x越大，动量不确定量p越小的缘故C单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量x越小，动量不确定量p越小的缘故D单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量x越小，动量不确定量p越大的缘故答案：BD课后强化作业（点此链接）
