5　不确定性关系教案2

17.5 不确定关系 学案

学习目标

（1）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；

（2）了解光是一种概率波。

（3）了解不确定关系的概念和相关计算；

（4）了解物理模型与物理现象。

学习重点：

人类对光的本性的认识的发展过程。不确定关系的概念。

学习难点：

对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解。对不确定关系的定量应用

自主学习

1．在经典物理学中，可以同时用质点的_____________和_____________精确描述它的运动，如果知道了质点的____________，还可以预言它以后任意时刻的____________和_____________。

2．用数学方法对微观粒子的___________进行分析可以知道，如果以Δx表示粒子的______________不确定量，以Δp表示粒子____________________不确定量，则有________________，这就是著名的__________________。

3．在微观物理学中，不确定关系告诉我们，如果要准确地确定粒子的位置（即Δx更小），则_____________的测量一定会更不准确（即Δp更大），也就是说，不可能同时准确地测量粒子的_____________和_____________。

4．在波粒二象性和不确定关系的基础上，建立了________________，对现象生活、生产和科学技术的发展起到了惊人的作用，比如现代半导体材料的研究和发展等。

新知学习

一、

不确定关系

问题1、通过对课本图17.5-1光的单缝衍射实验的分析，你怎样理解粒子在宏观和微观的不确定性关系？

问题2、微观粒子和宏观物体的特性有什么不同

宏观物体

问题3、不确定关系的物理意义和微观本质

二、物理模型与物理现象

问题1、在研究微观粒子时，经典物理学中建立了两个模型是什么？这两种模型能否解决微观粒子的相关实验结论？

问题2、量子力学在现代生活中已经起到了很大的作用，在哪些方面有所体现？

例1、

一颗质量为10g 的子弹，具有200m·s-1的速率，若其动量的不确定范围为动量的0. 01%(这在宏观范围是十分精确的了)，则该子弹位置的不确定量范围为多大?

课后反思：

微观粒子

参考答案：

自主学习

1、位置，动量，加速度，位置，动量

2、微观粒子，位置的，x方向上动量的，ΔxΔp≥h，

4不确定性关系

3、动量，位置，动量

4、量子力学

新知学习

一、1、（略）

2、

宏观物体

具有确定的坐标和动量，可用牛顿力学描述。

有连续可测的运动轨道，可追踪各个物体的运动轨迹。

体系能量可以为任意的、连续变化的数值。

不确定度关系无实际意义

微观粒子

没有确定的坐标和动量，需用量子力学描述。

有概率分布特性，不可能分辨出各个粒子的轨迹。

能量量子化

。

遵循不确定度关系

3、（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。

不确定关系式表明：

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。

二、1、粒子模型

波动模型

不能

2、粒子的波粒二象性

例1、解：子弹的动量

pmv0.01200kgm/s2.0kgm/s

动量的不确定范围 p0.01%p1.01042kgm/s2.0104kgm/s

由不确定关系式 xph，得子弹位置的不确定范围

4h6.63103431xm2.610m

44p43.142.010