高中物理第2章波和粒子2.3光是波还是粒子2.4实物是粒子还是波教(2)

2025-06-22

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1.粒子位置的不确定性:单缝衍射现象中,入射的粒子有确定的动量,但它们可以处于挡板左侧的任何位置,也就是说,粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的.

2.粒子动量的不确定性

(1)微观粒子具有波动性,会发生衍射.大部分粒子到达狭缝之前沿水平方向运动,而在经过狭缝之后,有些粒子跑到投影位置以外.这些粒子具有与其原来运动方向垂直的动量.

(2)由于哪个粒子到达屏上的哪个位置是完全随机的,所以粒子在垂直方向上的动量也

6

具有不确定性,不确定量的大小可以由中央亮条纹的宽度来衡量.

3.位置和动量的不确定性关系:ΔxΔp x≥

h

由ΔxΔp x≥h

可以知道,在微观领域,要准确地确定粒子的位置,动量的不确定性就更大;反之,要准确地确定粒子的动量,那么位置的不确定性就更大.

4.微观粒子的运动没有特定的轨道:由不确定关系ΔxΔp x≥h

可知,微观粒子的位置和动量是不能同时被确定的,这也就决定了不能用“轨迹”的观点来描述粒子的运动.

6.关于不确定性关系Δx·Δp x≥h

有以下几种理解,正确的是( )

A.微观粒子的动量不可确定

B.微观粒子的位置不可确定

C.微观粒子的动量和位置不可同时确定

D.不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子,也适用于宏观物体

E.微观世界粒子的质量较小,不能准确把握粒子的运动状态

【解析】由ΔxΔp x≥h

可知,当粒子的位置不确定性小时,粒子动量的不确定性大;反之,当粒子的位置不确定性大时,粒子动量的不确定性小.故不能同时测量粒子的位置和动量,故A、B错,C、E对.不确定性关系是自然界中的普遍规律,对微观粒子的影响显著,对宏观物体的影响可忽略,故D正确.

【答案】CDE

7.已知

h

=5.3×10-35J·s,试求下列情况中速度测定的不确定量.

(1)一个球的质量m=1.0 kg,测定其位置的不确定量为10-6 m;

(2)电子的质量m=9.0×10-31 kg,测定其位置的不确定量为10-10 m.(即在原子的数量级)

【解析】(1)m=1.0 kg,Δx1=10-6 m,

由ΔxΔp x≥h

,Δp=mΔv知

Δv1=

h

4πΔx1m

5.3×10-35

10-6×1.0

m/s=5.3×10-29 m/s.

(2)m e=9.0×10-31 kg,

Δx2=10-10 m

7

Δv2=

h

4πΔx2m e

5.3×10-35

10-10×9.0×10-31

m/s

=5.89×105 m/s.

【答案】(1)5.3×10-29 m/s (2)5.89×105 m/s

经典物理和微观物理的区别

(1)在经典物理学中,可以同时用位置和动量精确地描述质点的运动,如果知道质点的加速度,还可以预言质点在以后任意时刻的位置和动量,从而描绘它的运动轨迹.

(2)在微观物理学中,不可能同时准确地知道粒子的位置和动量.因而也就不可能用“轨迹”来描述粒子的运动.但是,我们可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律.

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