4　概率波

第十七章波粒二象性第4節(jié)概率波 人教版選修3 5 一 經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波 1 經(jīng)典的粒子的基本特征 粒子有一定的空間大小 一定的質(zhì)量和電荷量 粒子的運(yùn)動遵從牛頓第二定律 粒子有確定的位置 速度以及時(shí)空中確定的軌道 2 經(jīng)典的波的基本特征 在空間具有彌散性 具有一定的頻率 波長具有時(shí)空的周期性 在經(jīng)典物理學(xué)中 波和粒子是兩個不同的研究對象 具有非常不同的表現(xiàn) 互不相容 遵從不同的規(guī)律 德布羅意波的統(tǒng)計(jì)解釋1926年德國物理學(xué)家波恩提出了概率波 認(rèn)為個別微觀粒子在何處出現(xiàn)有一定的偶然性 但大量粒子在空間何處出現(xiàn)的空間分布卻服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律 光的強(qiáng)弱對應(yīng)于光子的數(shù)目 明紋處達(dá)到的光子數(shù)多 明紋表示光子達(dá)到的概率大 暗紋反之 7個電子 100個電子 3000 20000 一個一個電子依次入射雙縫的衍射實(shí)驗(yàn) 70000 體現(xiàn)了粒子性 體現(xiàn)了波動性 通過上述實(shí)驗(yàn)可知 雖然不能肯定某個光子落在哪一點(diǎn) 但在屏上各處明暗不同可以推知 光子落在各點(diǎn)的概率是不一樣的 即光子落在明紋處的概率大 落在暗處的概率小 則光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過衍射 干涉的明暗條紋這樣的波動規(guī)律確定 光是一種概率波 物質(zhì)波也具有波粒二象性 同樣物質(zhì)波也是概率波 現(xiàn)象 1 單個粒子的位置是不確定的 但在某點(diǎn)附近出現(xiàn)的概率的大小可以由波動規(guī)律確定 2 大量粒子 概率的分布導(dǎo)致確定的宏觀結(jié)果 電子數(shù)越多 規(guī)則的條紋越來越明顯 二 概率波 波動性是光子間相互作用結(jié)果嗎 波動性不是光子間相互作用引起的 而是光子自身固有的性質(zhì) 光是一種概率波 不能確定某時(shí)刻某個光子落在哪個位置 光子落在某一位置附近的概率可以確定 且光子在空間出現(xiàn)的概率可通過波動的規(guī)律確定 光子在某位置出現(xiàn)的概率大 對大量光子來說達(dá)到該位置的光子數(shù)多 該位置出現(xiàn)明條紋 反之出現(xiàn)暗條紋 1 與實(shí)物粒子相聯(lián)系的物質(zhì)波也是概率波 即單個粒子的位置是不確定的 但粒子在某點(diǎn)附近的概率的大小可以由波動的規(guī)律確定 2 對大量粒子來說 概率大的位置達(dá)到的粒子數(shù)多 概率小的位置達(dá)到的粒子數(shù)少 對事物粒子的波粒二象性的理解 課堂練習(xí) 1 下列說法正確的是 A 光波是 種概率波B 光波是一種電磁波C 單色光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí) 光子的能量改變D 單色光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí) 光的波長不變 AB 2 下列說法中正確的是 A 光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動性B 光的頻率越大 波長越大C 光的波長越大 光子的能量越大D 光在真空中的傳播速度為3 00 108m s AD 3 為了強(qiáng)調(diào)物理學(xué)對當(dāng)今社會的重要作用并紀(jì)念愛因斯坦 2004年聯(lián)合國第58次大會把2005年定為國際物理年 愛因斯坦在100年前發(fā)表了5篇重要論文 內(nèi)容涉及狹義相對論 量子論和統(tǒng)計(jì)物理學(xué) 對現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn) 某人學(xué)了有關(guān)的知識后 有如下理解 其中正確的是 A 所謂布朗運(yùn)動就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動B 光既具有波動性 又具有粒子性C