高中物理人教版波粒二象性.ppt

我们知道原子大小的数量级为10-10m，电子则更小。在这种情况下，电子位置的不确定范围比原子的大小还要大几亿倍，可见企图精确地确定电子的位置和动量已是没有实际意义。例2?.一电子具有200m/s的速率，动量的不确定范围为动量的0.01%(这已经足够精确了)，则该电子的位置不确定范围有多大?解?:电子的动量为动量的不确定范围由不确定关系式，得电子位置的不确定范围第95页,共99页，2024年2月25日，星期天宏观物体微观粒子具有确定的坐标和动量没有确定的坐标和动量可用牛顿力学描述。需用量子力学描述。有连续可测的运动轨道，可有概率分布特性，不可能分辨追踪各个物体的运动轨迹。出各个粒子的轨迹。体系能量可以为任意的、连能量量子化。续变化的数值。不确定度关系无实际意义遵循不确定度关系微观粒子和宏观物体的特性对比

第96页,共99页，2024年2月25日，星期天不确定关系的物理意义和微观本质1.物理意义：微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量。粒子位置的不确定量?x越小，动量的不确定量?Px就越大，反之亦然。2.微观本质：是微观粒子的波粒二象性及粒子空间分布遵从统计规律的必然结果。第97页,共99页，2024年2月25日，星期天不确定关系式表明：１．微观粒子的坐标测得愈准确(?x?0)，动量就愈不准确(?px??)；微观粒子的动量测得愈准确(?px?0)，坐标就愈不准确(?x??)。但这里要注意，不确定关系不是说微观粒子的坐标测不准；也不是说微观粒子的动量测不准；更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准；而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准。第98页,共99页，2024年2月25日，星期天*感谢大家观看第99页,共99页，2024年2月25日，星期天第63页,共99页，2024年2月25日，星期天X射线经晶体的衍射图电子射线经晶体的衍射图第64页,共99页，2024年2月25日，星期天类似的实验：1927年，汤姆逊电子衍射实验1960年，C.Jonson的电子双缝干涉实验后来的实验证明原子、分子、中子等微观粒子也具有波动性。德布罗意公式成为揭示微观粒子波－粒二象性的统一性的基本公式，1929年，DeBroglie因发现电子波而荣获Nobel物理学奖。第65页,共99页，2024年2月25日，星期天电子显微镜第66页,共99页，2024年2月25日，星期天第67页,共99页，2024年2月25日，星期天17.4《概率波》第68页,共99页，2024年2月25日，星期天教学目标（一）知识与技能1．了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．2．了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题．3．了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性．4．了解光是一种概率波．（二）过程与方法1．领悟什么是概率波2．了解物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法3．通过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用第69页,共99页，2024年2月25日，星期天（三）情感、态度与价值观理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识光的本性的．【重点难点】1、重点：人类对光的本性的认识的发展过程．2、难点：对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解第70页,共99页，2024年2月25日，星期天?电子双缝衍射1)用足够强的电子束进行双缝衍射?——出现了明暗相间的衍射条纹，体现电子的波动性——衍射条纹掩饰了电子的粒子性未能体现电子在空间分布的概率性质——得到的结果与光的双缝衍射结果一样第71页,共99页，2024年2月25日，星期天?物质波不是经典波——经典的波是介质中质元共同振动的形成的双缝衍射中体现为无论电子强度多么弱屏幕上出现的是强弱连续分布的衍射条纹——实际上在电子强度弱的情形中