4　概率波教案1

鹤壁黎阳中学高二物理导学案034编制：侯明霞

审核：王志刚

2017-4-18

鹤壁黎阳中学高二物理导学案034编制：侯明霞

审核：王志刚

2017-4-18 第4、5节

概率波

不确定关系

【学习目标】

1.了解经典粒子和波的模型

2.了解概率波的内容

3.通过分析试验，体会微观粒子波粒二象性模型的建立过程

4.了解不确定关系的内容

【学习重点、难点】了解概率波的内容

【学习过程】

[自主感知]

一、新课预习

（一）经典的粒子和经典的波（课本40页）

1.经典的粒子的基本特征

⑴粒子有一定的空间大小、一定的质量和电荷量

⑵

粒子的运动遵从牛顿第二定律

⑶粒子有确定的位置、速度以及时空中确定的轨道。来源

2.经典的波的基本特征

⑴在空间具有弥散性，其特征是具有 和 ，即具有时间、空间的周期性。

⑵

具有一定的频率、波长具有时空的周期性

在经典物理中，波和粒子是两种完全不同的研究对象，具有非常不同的表现，是 相容的两个物理属性

（二）概率波（课本40-41页）

1.德布罗意波的统计解释

1926年，德国物理学玻恩

（Born

， 1882--1972）

提出了概率波，认为个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但是大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。

2.光是概率波

（1）光强：光的强度指单位时间内到达单位面积的光的能量，也就是明条纹处到达的光子多，暗条纹处到达的光子数少学科网

（2）概率波------伽尔顿板实验学科网科网

1 2观察实验思考：是否可以认为光子之间的相互作用使它表现出波动性？

总结：光的波动性不是光子之间___________引起的，而是光子自身________的性质，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以，光波是一种概率波。学科网。学

3.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，所以物质波也是概率波。

4.光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：学科网

大量光子行为显示波动性；个别光子行为显示粒子性；学科网

光的波长越长，波动性越强；光的波长越短，粒子性越强学

（三）不确定关系（课本42-44页）

[来源:Z*xx*k.Com]

1．定义：在经典物理学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的；在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的，这种关系叫做 2．表达式：

。其中x表示粒子位置的不确定量，用p表示在x方向上动量的不确定量，h是普朗克常量

3．微观粒子和宏观物体的特性对比学科网

宏观物体

微观粒子

具有确定的坐标和动量，可用牛没有确定的坐标和动量，需用量顿力学描述。

子力学描述。

有连续可测的运动轨道，可追踪有概率分布特性，不可能分辨出各个物体的运动轨迹。

各个粒子的轨迹。

体系能量可以为任意的、连续变化的数值。

能量量子化

。

不确定度关系无实际意义

遵循不确定度关系

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2017-4-18

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2017-4-18 4．不确定关系的物理意义和微观本质学科网

（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。学科网

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)

；学科网

微观粒子的动量测得愈准确(px0) ，坐标就愈不准确(x)

。学科网

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。学科网

②

为什么微观粒子的坐标和动量不能同时测准?学科网

这是因为微观粒子的坐标和动量本来就不同时具有确定量。这本质上是微观粒子具有波粒二象性的必然反映。学科网

由以上讨论可知，不确定关系是自然界的一条客观规律，不是测量技术和主观能力的问题。学科网

③

不确定关系提供了一个判据：学科网

当不确定关系施加的限制可以忽略时，则可以用经典理论来研究粒子的运动。学科网

当不确定关系施加的限制不可以忽略时，那只能用量子力学理论来处理问题。学

而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准。

3 4 [深入探究] 1．（多选）在双缝衍射实验中出现的明暗条纹说明了（ ）

A．光具有波动性

B．光具有粒子性

C．光是一种概率波

D．以上说法全部错误

[拓展应用] 1．（多选）为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法中正确的是（

）

A．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样

B．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的单缝，如果时间很短，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样

C．大量光子的运动规律显示光的波动性

D．个别光子的运动显示光的粒子性

2.（多选）在单缝衍射实验中，中央亮条纹的光强占入射光光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，则该光子（ ）

A．一定落在中央亮条纹上B．一定落在亮条纹处

C．不可能落在暗条纹处 D．落在中央亮条纹处的可能性最大

[课堂检测] 1.根据不确定性关系△x△p≥h4π，判断下列说法正确的是（

）

A．采取办法提高测量△x精度时，△p的精度下降

B．采取办法提高测量△x精度时，△p的精度上升

C．△x与△p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关

D．△x与△p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关

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2017-4-18

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2017-4-18 一、新课预习

、 相互作用 固有 不确定 波动

不确定关系 xPh

深入探究：AC

拓展应用：CD

课堂检测：AD43 4

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2017-4-18

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2017-4-18 一、复习回顾

合外力的冲量等于动量的变化量

F合tmv/mv

二、新课预习

（一）

1.两个或两个以上的物体 2.内各个

3.外其他

（二）2.外力 外力 保持不变 p////1p2 m1v1m2v2 外力 外力

(三)

高速 微观物体 实验 一切 (四)

pp/ p//1p2p1p2 p0 pp/ 深入探究：内力：弹簧弹力 外力：重力、支持力、摩擦力

能 能 拓展应用：C

1 2