人教版高二物理选修3-5第十七章波粒二象性 第五节 不确定性关系 学案学生版.docx

1、第十七章 波粒二象性第五节 不确定性关系 学案班别 姓名 学号 一、自主预习（一）不确定性关系1定义：在经典物理学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的，在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的，我们把这种关系叫_关系。2表达式：_，其中用x表示粒子位置的不确定量，用p表示在x方向上动量的不确定量，h是普朗克常量。3由不确定性关系可知，微观粒子的位置和动量不能同时被确定，也就决定了不能用“_”来描述粒子的运动。（二）物理模型与物理现象在经典物理学中，对于宏观对象，我们分别建立_模型和_模型；在微观世界里，也需要建立物理模型，像粒子的_模型。二、课堂突破对不确定性关系的理解1

2、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另一侧的任何位置，也就是说，粒子在挡板另一侧的位置是完全不确定的。2粒子动量的不确定性：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。由于哪个粒子到达屏上的哪个位置是随机的，所以粒子在垂直入射方向上的动量也具有不确定性，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：。由可以知道，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

3、更大。4微观粒子的运动没有特定的轨道：由不确定关系可知，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。5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。【例题】已知=5.31035 Js。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

4、为106 m；（2）电子的质量me=9.01031 kg，测定其位置的不确定量为1010 m（即在原子的数量级）。 三、巩固训练1（多选）下列说法正确的是（ ）A宏观物体的动量和位置可准确测定B微观粒子的动量和位置可准确测定C微观粒子的动量和位置不可同时准确测定D宏观粒子的动量和位置不可同时准确测定2对于微观粒子的运动，下列说法中正确的是（ ）A不受外力作用时光子就会匀速运动B光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动C只要知道电子的初速度和所受外力，就可以确定其任意时刻的速度D运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律3（多选）关于不确定性关系有以下几种理解，正确的是（ ）A微观粒子的动量不可能确定

5、B微观粒子的坐标不可能确定C微观粒子的动量和坐标不可能同时确定D不确定关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于宏观粒子4下列说法正确的是（ ）A概率波就是机械波B物质波是一种概率波C概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象D在光的双缝干涉实验中，若有一个光子，则能确定这个光子落在哪个点上5下列说法正确的是（ ）A光子相当于高速运动的质点B光的直线传播只是宏观近似规律C电子和其他微粒的物质波不是概率波D光子与电子是同样的一种粒子6（多选）光通过单缝所发生的现象，用位置和动量的不确定关系的观点加以解释，下列叙述正确的是（ ）A单缝越宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量x越

6、大，动量不确定量p越大的缘故B单缝越宽，光沿直线传播，是因为单缝越宽，位置不确定量x越大，动量不确定量p越小的缘故C单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量x越小，动量不确定量p越小的缘故D单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为单缝越窄，位置不确定量x越小，动量不确定量p越大的缘故7（多选）根据不确定性关系，判断下列说法正确的是（ ）A采取办法提高测量x精度时，p的精度下降B采取办法提高测量x精度时，p的精度上升Cx与p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关Dx与p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关8从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系式判断下列说法

7、正确的是（ ）A入射的粒子有确定的动量，射到屏上粒子就有准确的位置B狭缝的宽度变小了，因此粒子的不确定性也变小了C更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了D更宽的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不确定性却更大了9经150 V电压加速的电子束，沿同一方向射出，穿过铝箔后射到其后的屏上，已知电子质量me=9.11031 kg，则（ ）A所有电子的运动轨迹均相同B所有电子到达屏上的位置坐标均相同C电子到达屏上的位置坐标可用牛顿运动定律确定D电子到达屏上的位置受波动规律支配，无法用确定的坐标来描述它的位置10一辆摩托车以20 m/s的速度向墙冲去，车身和人共重100 kg，则车撞墙时的不确定范围是怎样的?11一电子具有400 m/s的速率，动量的不确定范围为动量的0.01%（这已经足够精确了），则该电子的位置不确定范围有多大?12假设质量为10 g的子弹与电子的速率相同均为500 m/s，测量准确度为0.01%，若位置和速率在同一实验中同时测量，试问它们位置的最小不确定量各为多少?（电子质量m=9.11031 kg）13如图，示波管示意图，电子的加速电压U=104 V，打在荧光屏上电子的位置确定在0.1 mm范围内，可以认为令人满意，则电子的速度是否可以完全确定?是否可以用经典力学来处理?电子质量m=9.11031 kg。