4　概率波ppt课件教学实录

第四节

概率波

学习目标

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．

重难点：

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

预习提纲（自主学习）

1、经典的粒子和经典的波各具有什么特征？

2、什么是概率波？怎样理解？

新授

一、经典的粒子和经典的波

在经典物理学的观念中，，人们形成了一种观念，物质要么具有粒子性，要么具有波动性，非此即彼。

经典物理学中粒子运动的基本特征：任意时刻的确定 和 以及空中的确定 经典的波在空间中是弥散开来的，其特征是：具有 和 ，也就是具有时空的 。

显而易见，在经典物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现。那么，为什么光和微观粒子既表现有波动性又表现有粒子性的双重属性呢？

思考与讨论：

在微观世界中，如何把波的图象与粒子的图象统一起来呢？

二、概率波

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

微观粒子在何处出现有一定的

，但是

粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的

。

1

２、概率波对光的双缝衍射现象的解释：

光是一种粒子，它和物质的作用是“一份一份”地进行的.用很弱的光做双缝干涉实验.

实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些无规则分布的点子，那些点子是光子打在底片上形成的，如果曝光时间足够长，我们无法把它们区分开，因此看起来是连续的.单个光子通过双缝后的落点无法预测,但是研究很多光子打在胶片上的位置,我们发现了规律性:光子落在某些条形区域内的可能性较大.这些条形区域正是某种波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域.这个现象表明，光子在空间各点出现的可能性的大小（概率），正是由于这个原因，1926年德国的物理学家波恩指出：虽然不能肯定某个光子落在哪一点，但由屏上各处明暗不同可知，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大，落在暗纹处的概率小。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。

物理学中把光波叫做

. 概率表征某一事物出现的可能性. 经过长期的探索，人们对光的认识越来越深入了.光既是一种波,又是一种粒子,光既表现出波动性又表现出粒子性.而在我们的经验中找不到既是波,又是粒子的东西.这是因为我们的经验局限于宏观物体的运动,微观世界的某些属性与宏观世界不同，我们从来没有过类似的经历.随着人类的认识范围不断扩展，不可能直接感知的事物出现在我们面前.在这种情况下我们就要设想一种模型，尽管以日常经验来衡量，这个模型的行为十分古怪，但是只要能与实验结果一致，它就能够在一定范围内正确代表所研究的对象. ３、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：

讲述：大量光子行为显示 ；个别光子行为显示 ；

光的波长越长，波动性越 ；光的波长越短，粒子性越 ４、概率波对物质波的双缝衍射现象的解释

对于电子和其他微观粒子，由于同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波。也就是说，单个粒子位置是不确定的。对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果。

总之，按光子的模型，用统计观点看待单个粒子与粒子总体的联系，并将波的观点与粒子观点结合起来了，但这里的波是特殊意义的波，因而被称为“概率波”．

这种对物质波

2

衍射与实物粒子的波粒二象性的理解，称作统计解释或概率解释．

三、课堂小结

教师活动：光既具有波动性，又具有粒子性。

既不可把光看成宏观观念中的波，也不可把光看成宏观观念中的粒子。

本堂课的学习体会

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