物質(zhì)波,不確定關(guān)系(編輯修改稿)
2025-05-27 02:09 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 年諾貝爾物理獎(jiǎng) 用電子波衍射測(cè)出的晶格常數(shù)與用 X光衍射測(cè)定的相同 發(fā)現(xiàn)電子的之子 23 3. 其它實(shí)驗(yàn) *中性微觀粒子，具有波粒二象性 1936年 中子束衍射 20 10 0 10 20 方位角 強(qiáng)度 誤差 ≤ 2% 1929年 斯特恩氫分子衍射 氣壓計(jì) 速度選擇器 24 ，波動(dòng)性是粒子相互作用的次級(jí)效應(yīng) 實(shí)驗(yàn)否定 :電子一個(gè)個(gè)通過單縫，長(zhǎng)時(shí)間積累也出現(xiàn)衍射效應(yīng) . . . . . . . . . 三 .對(duì)實(shí)物粒子波粒二象性的理解 歷史上有代表性的觀點(diǎn) : 25 2. 粒子由波組成，是不同頻率的波疊加而成的“波包” 實(shí)驗(yàn) 否定 單個(gè)電子不能形成衍射花樣 介質(zhì)中頻率不同的波 u 不同，波包應(yīng)發(fā)散，但未見電子“發(fā)胖” 不同介質(zhì)界面波應(yīng)反射，折射，但未見電子“碎片” 波或粒子 ？ 在經(jīng)典框架內(nèi)無(wú)法統(tǒng)一 “ 波和粒子”？ 26 山重水復(fù)疑無(wú)路，柳暗花明又一村 。 一種嶄新的觀念和優(yōu)美的數(shù)學(xué)方法 悄然而生 “概率波”說（ 1954年諾貝爾獎(jiǎng)） 27 條紋明暗分布 —— 屏上光子數(shù)分布 強(qiáng)度分布曲線 —— 光子堆積曲線 設(shè)想： 是如何運(yùn)動(dòng)的？光子一個(gè)個(gè)通過，光子光強(qiáng) ,?I通過狹縫到達(dá)屏上某點(diǎn) 通過哪個(gè)縫落到哪一點(diǎn) 不確定！ ？ NNhIhE ??? ?? ,光 — 光子流 光的衍射： 回顧 28 光強(qiáng)分布 —— 光子落點(diǎn)概率分布 , “ 光子波” —— 概率波 亮紋： 光子到達(dá)概率大 次亮紋： 光子到達(dá)概率小 暗紋： 光子到達(dá)概率為零 起點(diǎn)，終點(diǎn)，軌道均不確定 只能作概率性判斷 類比： 與實(shí)物粒子相聯(lián)系的物質(zhì)波 —— 概率波 物質(zhì)波的強(qiáng)度分布反映實(shí)物粒子出現(xiàn)在空間各處的概率 . . . . . . . . . 強(qiáng)度大： 電子到達(dá)概率大 強(qiáng)度?。? 電子到達(dá)概率小 零強(qiáng)度： 電子到達(dá)概率為零 29 ?子彈干涉實(shí)驗(yàn) 子彈總是整顆到達(dá)，打開兩孔的效應(yīng)是單獨(dú)打開每孔效應(yīng)之和： P12＝ P1＋ P2，不呈現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 4. 微觀粒子不同于經(jīng)典粒子，也不同于經(jīng)典波 30 ?水波干涉實(shí)驗(yàn) 打開兩孔的效應(yīng)不是單獨(dú)打開每孔效應(yīng)之和： I12≠ I1＋ I2，呈現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 ?c o s2 212112 IIIII ???31 ?電子干涉實(shí)驗(yàn) 電子總是像粒子一樣以顆粒形式到達(dá)，但是其到達(dá)的概率分布像波的強(qiáng)度分布，打開兩孔的效應(yīng)不是單獨(dú)打開每孔效應(yīng)之和： P12≠ P1＋ P2，呈現(xiàn)干涉現(xiàn)象。 32 比較： 33 * 微觀粒子的運(yùn)動(dòng)具有不確定性，不遵從經(jīng)典力學(xué)方程，只能用物質(zhì)波的強(qiáng)度作概率性描述。借用經(jīng)典物理量來描述微觀客體時(shí)，必須對(duì)經(jīng)典物理量的相互關(guān)系和結(jié)合方式加以限制。其 定量表達(dá) ——海森伯不確定關(guān)系。 人們還在繼續(xù)探索物質(zhì)波的本質(zhì)，但無(wú)論其物理實(shí)質(zhì) 是什么，物質(zhì)波的強(qiáng)度代表著微觀粒子在空間的概率 分布已經(jīng)是沒有疑問的了。 34 167。 不確定關(guān)系 德國(guó)理論物理學(xué)家。他在 1925年為量子力學(xué)的創(chuàng)立作出了最早的貢獻(xiàn)，于 26歲時(shí)提出的不確定關(guān)系，與玻恩的波函數(shù)統(tǒng)計(jì)解釋共同奠定了量子力學(xué)詮釋的物理基礎(chǔ)。為此，他于 1932年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 海森伯 19011976 35 一、位置與動(dòng)量的不確定關(guān)系 ?2度只計(jì)中央明紋區(qū)，角寬 ?? ?s i na以電子束單縫衍射為例： . . . . . . . . . 電子如何進(jìn)入中央明紋區(qū)的？ 36 ? hpx x ????位置不確定量： ax ??
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