选修3-5《5不确定性关系》集体备课PPT课件优质课下载

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【问题】德布罗意波的本质是什么？

量子力学的创始人之一、德国物理学家玻恩提出了一个得到学术界普遍公认的观点：德布罗意波是一种概率波。玻恩认为，电子在氢原子中并不占有确定的位置，它可以出现在原子核周围空间中不同的地点，遵从一定的概率规律。

新课引入：

经典物理中可以同时用质点的位置和动量（速度）来精确地描述其运动。如果知道初始条件，就可以利用经典物理规律同时准确预言质点在以后任意时刻的位置和动量，从而描绘它运动的轨迹。而光子、电子等微观粒子具有波粒二象性，那么它们的运动还遵循经典物理规律吗？还能同时用位置和动量来精确描述它们的运动吗？

光通过较宽狭缝时的情形：

光的单缝衍射

单色激光束

发生衍射时，光落在屏上的落点会超出单缝在屏幕投影的位置，而扩展到屏幕上中央位置两侧对称的更远位置，而按照经典理论，光子是不可能到达这些位置的。

电子通过晶体时的衍射图样—— 类似于光通过小圆孔时的衍射情形

微观粒子如电子、中子等也会如同光子那样发生衍射现象

电子通过石墨烯时的衍射图样

电子通过铝箔时的衍射图样

问题：光子是经典粒子吗？

如果光子是经典粒子，它从光源飞向屏的过程不受力的作用，应该做匀速直线运动，它在屏上的落点应该位于狭缝在屏幕上的投影之内，但我们实际观察到许多光子到达了狭缝的投影之外，这说明光子运动并不遵守牛顿运动定律。 由于其他微观粒子如电子、中子、质子等也都具有波动性，所以微观粒子的运动已经不再遵守牛顿运动定律了，也就意味着不能同时用粒子的位置和动量来描述粒子的运动。

如何来描述微观粒子

的运动呢？

我们以光子为例。因为光波是概率波，屏上各点的亮度(光的强度)反映了光子到达该点的概率大小。亮条纹位置反映了光子到达该位置概率较大，次亮条纹反映了光子到达该处的概率较小。

【问题】暗条纹处有光子到达吗？

入射光子

单色光源