20xx粵教版高中物理選修3-5第二章德布羅意波-文庫吧資料
2024-12-17 01:51本頁面
【正文】 一、對德布羅意波的理解 1．任何運動著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽，都有一種波與它相對應(yīng)，這種波叫物質(zhì)波，物質(zhì)波波長計算公式 λ ＝ hp. 2．德布羅意波假說是光的波粒二象性的推廣，即光子和實物粒子都既具有粒子性，又都具有 波動性 ，即都具有波粒二象性．與光子對應(yīng)的波是 電磁 波，與實物粒子對應(yīng)的波是 物質(zhì) 波． 3．我們之所以看不到宏觀物體的波動性，是因為宏觀物體的動量太大，德布羅意波的波長太 小 的緣故． 二、不確定性關(guān)系 [問題設(shè)計 ] 在經(jīng)典物理學(xué)中，一個質(zhì)點的位置和動量是可以同時精確測定的，對于微觀粒子，它的位置和動量能同時被精確測定嗎？能用 “ 軌跡 ” 來描述粒子的運動嗎？試以粒子的衍射現(xiàn)象為例加以說明． 答案 微觀粒子的位置和動量不能同時被精確測定．在粒子的衍射現(xiàn)象中，設(shè)有粒子通過狹縫后落在屏上，狹縫寬度為 a(用坐標(biāo)表示為 Δ x)，那么某個粒子通過狹縫時位于縫中的哪一點是不確定的，不確定的范圍為 Δ x；由于微觀粒子具有波動性，經(jīng)過狹縫后會發(fā)生衍射，有些粒子會偏離原來的運動方向跑到了投影位置以外的地方，這就意味著粒子有了與原來運動方向垂直的動量 (位于與原運動方向垂直的平面上 )．又由于粒子落在何處是隨機的，所以粒子在垂直于運動方向的動量具有不確定性，不確定量為 Δ p.根據(jù) Δ xΔ p≥ h4π 知，如果 Δ x更小，則 Δ p更大，也就是不可能同時準確地知道粒子的位置和動量，因而也就不可能用 “ 軌跡 ” 來描述粒子的運動． [要點提煉 ] 1．單縫衍射現(xiàn)象中，粒子在擋板左側(cè)的位置是完全不確定的，即通過擋板前粒子的位置具有 不確定 性． 2．單縫衍射現(xiàn)象中，粒子通過狹縫后，在垂直原來運動方向的動量是不確定的，即通過擋板后粒子的動量具有 不確定 性． 3．微觀粒子運動的位置不確定量 Δ x和動量的不確定量 Δ p的關(guān)系式為 Δ xΔ p≥ h4π ， 其中 h是 普朗克常量 ，這個關(guān)系式叫不確定性關(guān)系． 4．不確定性關(guān)系告訴我們，如果要更準確地確定粒子的位置 (即 Δ x更小 )，那么動量的測量一定會 更不準確 (即 Δ p更大 )，也就是說，不可能同時準確地知道粒子的 位置 和動量 ，也不可能用 “ 軌跡 ” 來描述粒子的運動． 一、對物質(zhì)波的理解 例 1 (單選 )下列關(guān)于德布羅意波的認識，正確的解釋是 ( ) A． 任何一個物體都有一種波和它對應(yīng)，這就是物質(zhì)波 B． X光的衍射證實了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的 C．電子的衍射證實了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的 D．宏觀物體運動時，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體不具有波動性 解析 運動的物體才具有波動性， A項錯誤．宏觀物體由于動量太大，德布羅意波長太小， 所以看不到它的干涉、衍射現(xiàn)象，但仍有波動性， D 項錯； X 光是波長極短的電磁波，是光子，它的衍射不能證實物質(zhì)波的存在， B項錯．只有 C項正確． 答案 C 例 2 如果一個中子和一個質(zhì)量為 10 g的子彈都以 103 m/s的速度運動，則它們的德布羅意波的波長分別
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