CCAAQMSEMSOHSMS认证与相关法律法规要求符合性关系3答案
3答案
错误：选择B错
错误：选B
错误：选B
看错。应选A）2004.7.1
行政审批各类：通常包括审批、核准、批准、同意、注册、认可、登记、检验、年检等几十种。但从行政许可的性质、功能和适用条件的角度来说，大体可以划分为五类：普通许可、特许、认可、核准、登记。
估计选择B
正确：A国家认监委
18新特种设备安全法，
本法所称特种设备，是指对人身和财产安全有较大危险性的锅炉、压力容器(含气瓶)、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场(厂)内专用机动车辆，以及法律、行政法规规定适用本法的其他特种设备。
大型游乐设施未包括大型娱乐设施，注意点。
概率波 5 不确定性关系
4 概率波 5 不确定性关系 [先填空] 1．经典的粒子和经典的波 (1)经典的粒子 ①含义：粒子有一定的空间大小，有一定的质量，有的还带有电荷． ②运动的基本特征：遵从牛顿运动定律，任意时刻有确定的位置和速度，在时空中有确定的轨道． (2)经典的波 ①含义：在空间是弥散开来的． ②特征：具有频率和波长，即具有时空的周期性． 2．概率波 (1)光波是一种概率波：光的波动性不是光子之间的相互作用引起的，而是光子自身固定的性质，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以，
光波是一种概率波． (2)物质波也是概率波：对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是不确定的，但在某点附近出现的概率的大小可以由波动的规律确定．对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以物质波也是概率波． [再判断] 1．经典粒子的运动适用牛顿第二定律．(√) 2．经典的波在空间传播具有周期性．(√) 3．经典的粒子和经典的波研究对象相同．(×) 4．光子通过狭缝后落在屏上明纹处的概率大些．(√) 5．电子通过狭缝后运动的轨迹是确定的．(×) [后思考] 1．对于经典的粒子，如果知道其初始位置和初速度，能否确定其任意时刻的位置和速度？ 【提示】能．经典粒子的运动规律符合牛顿运动定律，其运动轨迹也是可以确定的，因此，某时刻的位置和速度也可以确定． 2．是否可以认为光子之间的相互作用使它表现出波动性？ 【提示】不可以．实验说明：如果狭缝只能让一个光子通过，曝光时间足够长，仍然能得到规则的干涉条纹，说明光的波动性不是光子之间相互作用引起的，是光子本身的一种属性． [合作探讨] 在光的双缝干涉实验中，设法控制入射光的强度，使光子一个一个地通过狭缝，经过不同的时间相继得出如图17-4-1光子在胶片上的分布图片． 图17-4-1 探讨1：图甲说明什么问题？
17.5 不确定性关系
第五节不确定性关系 教学目标： （一）知识与技能 1、知道不确定关系的意义 2、知道电子的衍射现象 （二）过程与方法 1、了解物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法。 2、通过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用。 （三）情感态度与价值观 培养学生对问题的分析和解决能力 教学重点： 对不确定关系的理解与记忆 教学难点： 对不确定关系的理解与记忆 教学方法： 讲述法、探究法、讨论法 教学用具： 多媒体教学设备。 教学过程： （一）引入新课 按经典力学，粒子的运动具有决定性的规律，原则上说可同时用确定的坐标与确定的动量来描述宏观物体的运动。 在量子概念下，电子和其它物质粒子的衍射实验表明，粒子束所通过的圆孔或单缝越窄小，则所产生的衍射图样的中心极大区域越大。换句话说，测量粒子的位置的精度越高，则测量粒子的动量的精度就越低。 Heisenberg 发现，上述不确定的各种范围之间存在着一定的关系，而且物理量的不确定性受到了Planck常量的限制。1927年，Heisenberg提出了不确定原理（又称为不确定关系，1932年，获诺贝尔物理学奖），指出：对于微观粒子，不能同时具有确定的位置和与确定的动量，其表达式为：
Δx ?ΔP x=h （二）新课教学 1、电子单缝衍射实验 以电子单缝衍射实验为例讨论不确定关系： 坐标的不确定度： Δx=a 考虑第一级范围的电子的动量： ΔP x=P sin φ 对于第一级 λ?=sin a 因 而 x a ?==//sin λλ? x P P P x ?==?/sin λ? 考虑deBrglie 公式：P h /＝λ 可得： h P x x =??? 一般情况： 2/ ≥???x p x 其中π2/h = 也称为Planck 常量。 即如果测量一个粒子的位置的不确定度范围为Δx ，则同时测量其动量也有一个不确定范围ΔP x ，两者的乘积满足不确定关系。 2、不确定性关系的数学表示与物理意义 2/ ≥???x p x Δx 表示粒子在x 方向上的位置的不确定范围，Δp x 表示在x 方向上动量的不确定范围，其乘积不得小于一个常数。 说明： （1）不确定关系表明，对微观粒子的位置和动量不可能同时进行准确的测
5 不确定性关系
第五节 不确定关系 一、小结要点 1．德布罗意波的统计解释 2．经典波动与德布罗意波（物质波）的区别讲述：经典的波动（如机械波、电磁波等）是可以测出的、实际存在于空间的一种波动。而德布罗意波（物质波）是一种概率波。简单的说，是为了描述微观粒子的波动性而引入的一种方法。 3．不确定度关系（uncertainty relatoin ） 经典力学：运动物体有完全确定的位置、动量、能量等。 微观粒子：位置、动量等具有不确定量（概率）。 π 4h p x ≥?? 式中h 为普朗克常量。这就是著名的不确定性关系，简称不确定关系。上式表明： ①许多相同粒子在相同条件下实验，粒子在同一时刻并不处在同一位置。 ②用单个粒子重复，粒子也不在同一位置出现。 4．微观粒子和宏观物体的特性对比 5．不确定关系的物理意义和微观本质 （1）物理意义： 微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量。粒子位置的不确定量x ?越小，动量的不确定量x p ?就越大，反之亦然。（2） 微观本质：是微观粒子的波粒二象性及粒子空间分布遵从统计规律的必然结果。 不确定关系式表明： ① 微观粒子的坐标测得愈准确(0→?x ) ，动量就愈不准确(∞→?x p ) ； 微观粒子的动量测得愈准确(0→?x p ) ，坐标就愈不准确(∞→?x ) 。
但这里要注意，不确定关系不是说微观粒子的坐标测不准；也不是说微观粒子的动量测不准；更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准；而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准。 ② 为什么微观粒子的坐标和动量不能同时测准? 这是因为微观粒子的坐标和动量本来就不同时具有确定量。这本质上是微观粒子具有波粒二象性的必然反映。 由以上讨论可知，不确定关系是自然界的一条客观规律，不是测量技术和主观能力的问题。 ③ 不确定关系提供了一个判据： 当不确定关系施加的限制可以忽略时，则可以用经典理论来研究粒子的运动。 当不确定关系施加的限制不可以忽略时，那只能用量子力学理论来处理问题。 二、例题解析： 例1．一颗质量为10g 的子弹，具有200m·s -1的速率，若其动量的不确定范围为动量的0. 01%(这在宏观范围是十分精确的了)，则该子弹位置的不确定量范围为多大? 解：子弹的动量 s kgm s kgm mv p /0.2/20001.0=?== 动量的不确定范围s kgm s kgm p p /100.2/210 0.1%01.044--?=??=?=? 由不确定关系式π 4h p x ≥??，得子弹位置的不确定范围 m m p h x 31434 106.210 0.214.341063.64---?=????=??=?π 我们知道，原子核的数量级为10-15m ，所以，子弹位置的不确定范围是微不足道的。可 见子弹的动量和位置都能精确地确定，不确定关系对宏观物体来说没有实际意义。 例2．一电子具有200 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? 解 : 电子的动量为 s kgm s kgm mv p /108.1/200101.92831--?=??==动量的不确定范围s kgm s kgm p p /108.1/108.1100.1%01.032284---?=???=?=?由不确定关系式，得电子位置的不确定范围m m p h x 33234 109.210 8.114.341063.64---?=????=??=?π我们
物理：新人教版选修3-517.5不确定性关系(教案)
物理：新人教版选修3-517.5不确定性关 系(教案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
5不确定性关系 ●教学目标 一、知识目标 1.知道测不准关系上微观粒子运动规律. 2.了解位置和动量的测不准关系ΔxΔp≥h/4π. 3.了解能量和时间的测不准关系ΔEΔt≥h/4π. 二、能力目标 1.会借助光的衍射实验理解位置和动量的测不准关系ΔxΔp≥h/4π. 2.会借助能级的实验事实理解能量和时间的测不准关系ΔEΔt≥h/4π. 三、德育目标 1.通过讲述一些物理史的内容培养学生的学习兴趣和了解科学家为科学献身的精神，树立刻苦钻研，勤奋好学的决心. 2.了解科学理论都有其适用的范围. 3.了解自然科学发展的规律. ●教学重点 测不准关系. ●教学难点 联系实验事实了解测不准关系. ●教学方法 测不准关系是建立在物质的波粒二象性理论基础上的.在教学中要紧扣这一点，先复习有关内容，再引出新课教学. 本节内容都是定性的，要联系实验做好课文的学习，要帮助学生培养用实验检验理论假设的习惯. ●教学用具
彩色投影片 ●课时安排 1 课时 ●教学过程 一、引入新课 复习物质的波粒二象性 ［教师］学习光的波粒二象性和物质波的时候，我们用概率波来描述微观粒子的运动规律，我们怎样确定微观粒子在空间的位置？ ［学生］微观粒子具有波动性，我们不能确定它在空间的位置，只可以描述其在空间各点的概率。 二、新课教学 （一）观看光的衍射的彩色投影片 ［投影片］光的衍射的彩色投影片及原理图。 图21—11 通过演示两个衍射图样比较发现a越小b越大。 （二）引出位置和动量的测不准关系ΔxΔp≥h/4π ［阅读］阅读第一部分位置和动量的测不准关系。 ［教师］b增大的原因是什么？
不确定关系(测不准关系)的表述和含义
不确定关系（测不准关系）的表述和含义 摘要：介绍了测不准关系的一些不同的表述和证明方法，对其中关于这一原理的认同和有争议的问题进行了比较与分析。 关键词：测不准关系；不确定度；量子理论；统计解释 引言 测不准关系是由量子力学基茌原理导出的一个重要推论，它是量子力学的一个基本原理，表明一个微观粒子的某些成对的物理量不可能同时具有确定的数值，例如位置与动量、时间和能量。它反映了自然界的客观规律, 反映了微观粒子的波粒二象性的基本属性它在量子力学中占有重要的地位。量子力学诞生至今约有80年了，作为一门基础理论已经相当成熟，在指导人类文明进步和学科发展方面发挥着重要的作用；但是，对量子力学基本理论的解释却一直存在着不同意见的争论，关于测不准关系的理解问题是争论的焦点之一。本文对其中一些主要的有争议问题进行简要的介绍，并加以讨论。 1 几种主要的表述和证明方法 测不准关系是海森堡在1927年提出的，他设想一种使用波长很短的γ射线的显微镜来最大限度地精确测定电子的位置，这种测量，依靠的是光子被电子的散射[康普顿(compt)散射。海森堡在题为“关于最子理论的动力学和力学的直观内容”的论文中说[1]：“当测定‘电子’位置的瞬间，也正是光产被电子散射的瞬问，电子的动量产生一个不连续的改变。当所用的光的波长越小，即位置测定得越精确，这一改变就越大。因此，在知道电子位置的瞬间，它的动量只能了解到对应于那一不连续改变的大小的程度。于是，位置测定得越精确，动量就知道得越不精确，反之亦然。在这种情况下，我们看到方程pq—qp=-ih的一种直接的物理解释。这就是在文献中第一次出现的关于测不准关系的表述。 1929年，罗伯逊(Robertson)[2]在一篇短文中首次证明：两个厄密算符的标准偏差之积绝不会小于它们的对易子的平均的绝对值之半。证明如下： 设A和B是任意的两个厄密算符，C是它们的对易子，令A1=A一，B1=B一 ，A和B的标准偏差分别为△A=
专题17.5不确定性关系-2017年高中物理全国名卷试题分章节汇编(选修3-5)(Word版含解析)
一、单选题 1．关于光的波粒二象性，下列说法中不正确的是（） A. 能量较大的光子其波动性越显著。 B. 光波频率越高，粒子性越明显。 C. 波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性。 D. 个别光子易表现出粒子性，大量光子易表现出显示波动性。 【答案】 A 【解析】能量较大的光子的波长短，其粒子性越显著，故A错误；光的波长越长，其波动性越显著，频率越高，波长越短，其粒子性越显著，故B正确；光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性指光有时表现为波动性，有时表现为粒子性，故C正确；个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性，故D正确；本题选择不正确的，故选A. 点睛：本题考查了光的波粒二象性，有时波动性明显，有时粒子性明显．个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性． 2．关于对微观粒子的认识,下列说法中正确的是() A. 粒子的位置和动量可以同时确定 B. 粒子的运动没有确定的轨迹 C. 单个粒子的运动没有规律 D. 粒子在某一时刻的加速度由该时刻粒子受到的合力决定 【答案】 B 点睛：在宏观世界里找不到既有粒子性又有波动性的物质，同时波长长的可以体现波动性，波长短可以体现粒子性． 3．下列说法中正确的是() A. 动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等 B. 光不是一种概率波 C. 光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性
D. 按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,电势能增大,原子的总能量减小 【答案】 C 点睛：本题主要考查德布罗意波和黑体辐射理论，注意对波粒二象性的正确理解，不仅光具有波粒二象性，实物粒子同样具有；波粒二象性表示既有波动性又有粒子性，只是在不同的情况下，波动性和粒子性表现更显著的程度不同． 4．关于光的波粒二象性的理解正确的是 A. 大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性 B. 光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子 C. 光在传播时粒子性显著，而与物质相互作用时波动性显著 D. 高频光是粒子，低频光是波 【答案】 A 【解析】A、大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，故A正确； BC、光在传播时有时看成粒子有时可看成波，光在传播时波动性显著，而与物质相互作用时粒子性显著，故B错误、C错误； D、高频光波长短，光的粒子性显著，低频光波长长，光的波动性显著，故D错误。 故选A。 【名师点睛】 光的波粒二象性是指光既具有波动性，又有粒子性；少量粒子体现粒子性，大量粒子体现波动性；光在传播时波动性显著，而与物质相互作用时粒子性显著。 5．下列关于物理发展进程中重要事件的描述正确的是（） A. 物质波是概率波而机械波不是概率波 B. 原子核越大，它的结合能越高，原子核中核子结合得越牢固 C. 库仑发现了点电荷的相互作用规律；汤姆孙通过实验测定了元电荷的数值 D. 衰变中的电子实质上是基态电子吸收能量后电离成的自由电子 【答案】 A 【解析】物质波又称德布罗意波，是一种概率波，指空间中某点某时刻可能出现的几率，其中概率的大小受波动规律的支配．与机械波是不同的概念，A正确；比结合能是原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原
物理：新人教版选修3-5 17.5不确定性关系(教案)
5不确定性关系 ●教学目标 一、知识目标 1.知道测不准关系上微观粒子运动规律. 2.了解位置和动量的测不准关系ΔxΔp≥h/4π. 3.了解能量和时间的测不准关系ΔEΔt≥h/4π. 二、能力目标 1.会借助光的衍射实验理解位置和动量的测不准关系ΔxΔp≥h/4π. 2.会借助能级的实验事实理解能量和时间的测不准关系ΔEΔt≥h/4π. 三、德育目标 1.通过讲述一些物理史的内容培养学生的学习兴趣和了解科学家为科学献身的精神，树立刻苦钻研，勤奋好学的决心. 2.了解科学理论都有其适用的范围. 3.了解自然科学发展的规律. ●教学重点 测不准关系. ●教学难点 联系实验事实了解测不准关系. ●教学方法 测不准关系是建立在物质的波粒二象性理论基础上的.在教学中要紧扣这一点，先复习有关内容，再引出新课教学. 本节内容都是定性的，要联系实验做好课文的学习，要帮助学生培养用实验检验理论假设的习惯. ●教学用具 彩色投影片 ●课时安排 1 课时 ●教学过程 一、引入新课 复习物质的波粒二象性 ［教师］学习光的波粒二象性和物质波的时候，我们用概率波来描述微观粒子的运动规律，我们怎样确定微观粒子在空间的位置？ ［学生］微观粒子具有波动性，我们不能确定它在空间的位置，只可以描述其在空间各点的概率。 二、新课教学 （一）观看光的衍射的彩色投影片 ［投影片］光的衍射的彩色投影片及原理图。
通过演示两个衍射图样比较发现a 越小b 越大。 （二）引出位置和动量的测不准关系Δx Δp ≥h /4π ［阅读］阅读第一部分位置和动量的测不准关系。 ［教师］b 增大的原因是什么？ ［学生］光子与原来运动方向垂直的动量增大了。 ［教师］这个实验的直接规律是什么？ ［学生］实验时狭缝越窄，中央的亮条纹越宽，也就是光子与原来运动方向垂直的动量越大. ［教师］利用数学方法分析可以知道，如果用Δx 表示位置的不确定量，以Δp 表示粒子动量的不确定量，那么 Δx Δp ≥h /4π 这就是著名的不确定性关系，简称不确定关系。 （三）比较宏观运动与微观运动研究方法的不同 ［阅读］阅读课文P 561、2、3段内容。 ［教师］在宏观世界中物质的质量大，动量大，波动性小，我们可以直接利用经典物理学的内容进行研究。 在微观物理学里，我们虽然不能确定单个粒子的运动情况，但我们可以知道大量粒子运动时的统计规律，因此我们仍然可以对宏观现象进行预言。 （四）引出能量和时间的测不准关系ΔE Δt ≥h /4π ［阅读］能量和时间的测不准关系。 ［教师］这一部分给出了能量和时间的测不准关系ΔE Δt ≥h /4π.我们来看一下实验证明。 （五）分析原子光谱 ［投影片］原子光谱。 ［教师］请大家注意,在线状谱中亮条纹并不是没有粗细的.这就很好的证明了能量和时间的测不准关系。 ΔE Δt ≥h /4π. （六）延伸拓展 在高三的物理课本中有物质波、不确定关系、相对论简解的内容，学过这些内容之后，学生常会对前面用经典理论处理的一些问题产生疑问；这些问题用经典理论方法处理是否合适，会不会产生相当大的误差.在教学中我举下例来说明。 彩色电视机中从电子枪发射出来的电子经过加速电压加速后射向荧光屏，此加速电压达 到104 V ，则电子的动能E k =qU =104 eV ，电子的速度v =m E k 2=3019 41091.0106.1102--????
174、5概率波不确定性关系
4概率波 5不确定性关系 (时间：60分钟) 知识点一概率波 1．关于电子云，下列说法正确的是()．A．电子云是真实存在的实体 B．电子云周围的小黑点就是电子的真实位置 C．电子云上的小黑点表示的是电子的概率分布 D．电子云说明电子在绕原子核运动时有固定轨道 解析由电子云的定义我们知道，电子云不是一种稳定的概率分布，人们常用小圆点表示这种概率，小圆点的密疏代表电子在这一位置出现的概率大小，故只有C正确． 答案 C 2．在历史上，最早证明了德布罗意波存在的实验是()．A．弱光衍射实验 B．电子束在晶体上的衍射实验
C．弱光干涉实验 D．以上选项都不正确 解析根据课本知识我们知道，在历史上，最早证明德布罗意波假说的是电子束在晶体上的衍射实验，故B正确． 答案 B 3．在做双缝干涉实验时，发现100个光子中有96个通过双缝后打到了观察屏上的b处，则b处是()．A．亮纹 B．暗纹 C．既有可能是亮纹也有可能是暗纹 D．以上各种情况均有可能 解析由光子按波的概率分布的特点去判断，由于大部分光子都落在b点，故b处一定是亮纹，选项A正确． 答案 A 4．下列各种波是概率波的是()．A．声波B．无线电波 C．光波D．物质波 解析声波是机械波，A错．电磁波是一种能量波，B错．由概率波的概念和光波以及物质波的特点分析可以得知光波和物质波均为概率波，故C、D正确．答案CD 5．下列关于物质波的说法中正确的是()．A．实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，所以实物粒子与光子是本质相同的物体 B．物质波和光波都是概率波 C．粒子的动量越大，其波动性越易观察 D．粒子的动量越小，其波动性越易观察 解析实物粒子虽然与光子具有某些相同的现象，但实物粒子是实物，而光则
174概率波、175不确定性关系-云南省昆明市黄冈实验学校人教版高中物理选修3-5教学设计
第4节 概率波 第5节 不确定性关系 一、内容及其解析： （一）内容：概率波、不确定关系（4课时） （二）解析：本节课要学的内容是，其核心是光子、电子干涉条纹对玻恩的概率波理论的验证、通过单缝衍射实验，具体分析得出不确定关系。教学重点是概率波、不确定关系。解决重点关键是：研究好双缝干涉实验和单缝衍射实验。 二、目标及其解析 １、教学目标 ①知道光波是一种概率波。 ②初步了解不确定关系的内容。 2、目标解析 ①知道光波是一种概率波：光的波动性不是光子之间的相互作用引起的，而是光子自身固有的性质，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以，光波是一种概率波 ②通过单缝衍射实验分析，初步了解不确定关系的内容：π 4h p x ≥??。 三、问题诊断分析 因此内容对于学生来讲很新颖，学生接受起来有困难。本节教学时应该让学生明确经典的粒子和经典的波的模型是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现，物质要么具有粒子性，要么具有波动性。通过观察电子干涉条纹图示让学生了解概率波是如何将波粒二象性集于一身的。 四、教学支持条件分析 传统教学 五、教学过程设计 第一部分 自学（约20%） 阅读教材P40—44完成下列填空 1、在经典的物理学的观念中，粒子有一定的 空间大小 、 质量 、有的还具有 电荷 。它们的运动遵从 牛顿运动定律 ，因此，任意时刻的确定的 位置和速度 以及时空中确定的 轨道 ，是经典物理学中粒子运动的基本特征，而经典的波其特征是具有 频率 和 波长 也就是具有时空的 周期性 。 2、在经典物理学中，可以同时用质点的 位置 和 动量 精确描述它的运动，如果知道了质点的 加速度 ，还可以预言它以后任意时刻的 位置 和 动量 。 3、用数学方法对微观粒子的 微观粒子 进行分析可以知道，如果以Δx 表示粒子的 位置的不确定量，以Δp 表示粒子 x 方向上动量的 不确定量，则有 π 4h p x ≥??，这就是著名的 不确定性关系 。 4、在微观物理学中，不确定关系告诉我们，如果要准确地确定粒子的位置（即Δx 更小），则动量 的测量一定会更不准确（即Δp 更大），也就是说，不可能同时准确地测量粒子的 动量 和 位置 。 5、在波粒二象性和不确定关系的基础上，建立了 量子力学 ，对现象生活、生产和科学技术的发展起到了惊人的作用，比如现代半导体材料的研究和发展
5 不确定性关系
对于微观粒子的运动，如果以x ?表示粒子位置的不确定量，以p ?表示粒子在x 方向上的动量的不确定量，那么就有π4h p x ≥ ??，式中h 是普朗克常量。我们把这种关系叫做不确定关系。 １.正确理解不确定性关系的含义 微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量。粒子位置的不确定量x ?越小，动量的不确定量x p ?就越大，反之亦然。 从微观上来理解，则微观粒子的坐标测得愈准确(0→?x ) ，动量就愈不准确(∞→?x p ) ；微观粒子的动量测得愈准确(0→?x p ) ，坐标就愈不准确(∞→?x ) 。 例１.关于不确定性关系有如下的理解 A ．宏观粒子的坐标能测的准，微观粒子的坐标测不准 B. 宏观粒子的动量能测的准，微观粒子的动量测不准 C. 微观粒子的坐标和动量都测不准 D. 微观粒子的坐标和动量不能同时测准 解析：对于宏观物体具有确定的坐标和动量，可用牛顿力学描述。对于微观粒子不是说微观粒子的坐标测不准；也不是说微观粒子的动量测不准；更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准；而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准。这是因为微观粒子的坐标和动量本来就不同时具有确定量。 点悟：（１）不确定性关系是自然界的一条客观规律,不是测量技术和主观能力的问题。 （２）微观粒子的坐标和动量本来就不同时具有确定量。这本质上是微观粒子具有波粒二象性的必然反映。 ２.用不确定性关系解释单缝衍射现象 光通过单缝时要发生衍射，光在衍射时同样遵循不确定性关系。 例2.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，正确的是（ ） A.单缝宽，光是沿直线传播，这是因为单缝宽，位置不确定量x ?大，动量不确定量p ?小，可以忽略。 B.当能发生衍射现象时，动量不确定量p ?就不能忽略 C.单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量大的缘故。 D.以上解释都不对。 解析：单缝宽，光子经过单缝发生衍射时位置不确定量x ?大，根据π 4h p x ≥??可知，光子的动量不确定量p ?小，光是沿直线传播。A 选项正确。同理可以分析出选项B 、C 选
第4节 概率波 第5节 不确定性关系
第4节概率波 第5节不确定性关系 基础巩固 1.(2018·山东潍坊校级高二月考)(多选)有关经典物理中的粒子,下列说法正确的是( CD ) A.有一定的大小,但没有一定的质量 B.有一定的质量,但没有一定的大小 C.既有一定的大小,又有一定的质量 D.有的粒子还有一定量的电荷 解析:根据经典力学关于粒子的理论可知选项C,D正确. 2.(2018·济南校级高二月考)下列说法正确的是( D ) A.牛顿运动定律适用于一切实物粒子的运动 B.牛顿运动定律适用于一切宏观物体的运动 C.牛顿运动定律也适用于高速微观粒子 D.研究微观粒子的运动规律应用量子力学 解析:牛顿运动定律适用于宏观物体的低速运动,高速运动问题需用相对论解决,微观粒子的运动规律应用量子力学,可见只有选项D正确. 3.(多选)下列各种波是概率波的是( CD ) A.声波 B.无线电波 C.光波 D.物质波
解析:声波是机械波,选项A错误;无线电波是一种能量波,选项B错误;由概率波的概念和光波、物质波的特点分析可以得知,光波和物质波均为概率波,选项C,D正确. 4.(2018·滨州校级月考)物理学家做了一个有趣的实验:在双缝干涉实验中,在光 屏处放上照相底片,若减弱光波的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝,实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片上只出现一些不规则的点;如果曝光时间足够长, 底片上就出现了规则的干涉条纹.对这个实验结果,下列认识正确的是( D ) A.曝光时间不太长时,底片上只能出现一些不规则的点子,表现出光的波动性 B.单个光子通过双缝后的落点可以预测 C.只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性 D.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方 解析:曝光时间不太长时,底片上只能出现一些不规则的点子,表现出光的粒子性,选项A错误;单个光子通过双缝后的落点不可以预测,在某一位置出现的概率受波动规律支配,选项B错误;大量光子的行为才能表现出光的波动性,干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方,故选项C错误,D正确. 5.(2018·江苏泰州高二检测)下列说法正确的是( B ) 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 解析:光子是能量粒子,不能看成高速运动的质点,选项A错误;光的波长很短,比一般物体的尺寸小得多,所以光的衍射非常不明显,可看成直线传播,选项B正确;电子和其他微粒由于同样具有波粒二象性,所以它们的物质波也是概率波,选项C错误;
《不确定性关系》教案3 (2)
《不确定关系》教案 教学目标 【知识与技能】 1．知道粒子通过狭缝时发生衍射，狭缝的宽度决定了粒子位置的不确定范围，中央亮纹的宽度决定于粒子动量的不确定范围． 2．理解不确定性关系 【过程与方法】 通过宏观物理现象与微观物理现象的差异及物理模型的建立过程，使学生了解为了研究新问题、建立新理论，必须假设一些物理模型． 【情感、态度与价值观】 量子力学成功应用于社会各个领域，但人们对量子理论还存在争论，因此需要通过完善的教学，激发学生探索科学奥秘的热情，为今后学量子力学奠定初步基础． 重点难点 【重点】初步理解位置和动量的不确定关系． 【难点】理解位置和动量的不确定关系． 互动探究 一. 不确定关系 师：在经典物理学中，我们可以同时用质点的位置和动量（速度）精确地描述它的运动。不但如此，如果知道了质点的加速度，利用牛顿第二定律还可以预言质点在以后任意时刻的位置和动量（速度），从而描绘它运动的轨迹。请同学们结合光的单缝衍射图样(如图17.5-1乙)分析。对于微观粒子是否还能利用牛顿第二定律精确地描述它的运动？ 生：光子到达屏上的位置超出了单缝投影的范围，所以牛顿第二定律不再适用。 师：光的单缝衍射实验（光的衍射视频），单缝衍射时，屏上各点的亮度实际上反映粒子到达这点的概率。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。对于通过挡板狭缝的粒子则可以说，它们的位置被狭缝限定了，它们的位置不确定量发生了怎样的变化？ 生：减小了。 师：微观粒子具有波动性，会发生衍射，如图17.5-2所示（此处有视频），大部分粒子散布在宽度为b的中央亮条之内。这些粒子在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，我们可以说这些粒子具有了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完全是随机的，所以粒子在垂直方向上的动量也具有不确定性。狭缝越窄，屏上中央亮条就越宽，这表明粒子的不确定性如何变？ 生：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量却更大了。 师：粒子通过狭缝时发生衍射．狭缝的宽度决定了粒子位置的不确定范围；中央亮条的宽度决定了粒子动量的不确定范围。粒子位置不确定量变小的同时粒子动量的不确定量变大，粒子位置不确定量变大的同时粒子动量的不确定量变小。利用数学方法对微观粒子的运动进行分析可以知道，如果以△x表示粒子位置的不确定量，以△p表示粒子在x方向上的动量的不确定量，那么，△x△p≥h／4∏式中向h普朗克常量。这就是著名的不确定性关系。师：在微观物理学中，由不确定关系，能否准确同时准确地知道粒子的位置和动量？ 生：如果要更准确地确定粒子的位置(即△x小)，那么动量的测量一定会更不准确(即△p更大). 师：也就是说，我们不可能准确地知道单个粒子的运动情况。那么能否对宏观现象进行预言
第5节 不确定性关系
选修3-5 第十七章波粒二象性 第5节不确定性关系 泰安三中宋来新 教学目标 【知识与技能】 1．知道粒子通过狭缝时发生衍射，狭缝的宽度决定了粒子位置的不确定范围，中央亮纹的宽度决定于粒子动量的不确定范围． 2．理解不确定性关系 【过程与方法】 通过宏观物理现象与微观物理现象的差异及物理模型的建立过程，使学生了解为了研究新问题、建立新理论，必须假设一些物理模型． 【情感、态度与价值观】 量子力学成功应用于社会各个领域，但人们对量子理论还存在争论，因此需要通过完善的教学，激发学生探索科学奥秘的热情，为今后学量子力学奠定初步基础． 重点难点 【重点】初步理解位置和动量的不确定关系． 【难点】理解位置和动量的不确定关系． 互动探究 一. 不确定关系 师：在经典物理学中，我们可以同时用质点的位置和动量（速度）精确地描述它的运动。不但如此，如果知道了质点的加速度，利用牛顿第二定律还可以预言质点在以后任意时刻的位置和动量（速度），从而描绘它运动的轨迹。请同学们结合光的单缝衍射图样(如图17.5-1乙)分析。对于微观粒子是否还能利用牛顿第二定律精确地描述它的运动？ 生：光子到达屏上的位置超出了单缝投影的范围，所以牛顿第二定律不再适用。 师：光的单缝衍射实验（光的衍射视频），单缝衍射时，屏上各点的亮度实际上反映粒子到达这点的概率。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。对于通过挡板狭缝的粒子则可以说，它们的位置被狭缝限定了，它们的位置不确定量发生了怎样的变化？ 生：减小了。 师：微观粒子具有波动性，会发生衍射，如图17.5-2所示（此处有视频），大部分粒子散布在宽度为b的中央亮条之内。这些粒子在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，我们可以说这些粒子具有了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完全是随机的，所以粒子在垂直方向上的动量也具有不确定性。狭缝越窄，屏上中央亮条就越宽，这表明粒子的不确定性如何变？ 生：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量却更大了。 师：粒子通过狭缝时发生衍射．狭缝的宽度决定了粒子位置的不确定范围；中央亮条的宽度决定了粒子动量的不确定范围。粒子位置不确定量变小的同时粒子动量的不确定量变大，粒子位置不确定量变大的同时粒子动量的不确定量变小。 利用数学方法对微观粒子的运动进行分析可以知道，如果以△x表示粒子位置的不确定量，以△p表示粒子在x方向上的动量的不确定量，那么，△x△p≥h／4∏式中向h普朗克常量。这就是著名的不确定性关系。 师：在微观物理学中，由不确定关系，能否准确同时准确地知道粒子的位置和动量？
《不确定性关系》文本素材(人教版选修3-5)
不确定性关系与量子力学的时空描述方法 由于核外电子的能级分布，所以外侵能量必须满足将电子从一个能级跃迁到另一个能级，才会发生跃迁到高能级的电子自发辐射电磁波的现象。 这就是热体辐射的能量量子化分布的根本原因。 这也是热体必然产生辐射使其原子回复到稳定的平衡基态的根本原因。 由于不同的核结构所对应的能够使电子处于一个缓冲振荡的r 轨的不同，每一个具有固定核结构的原子的核外电子的能级分布也不同，所以从这些不同的能级跃迁的电子所吸收或释放的差别能量的电磁波也不同，所以可以通过测定原子的辐射谱线而确定这个原子的结构。 能间理论对原子的行为，即原子核和核外电子的平衡稳动态系统的分析，使我们完全可以由已经掌握的物质间万有作用和电磁作用作出符合实际的确定，而量子力学的不确定性关系又是与量子力学实验符合的很好的，怎样理解这样的矛盾呢？ 首先我们来考察海森伯不确定性关系式，这个关系式是由考察一束通过单缝的粒子流所可能出现的衍射现象而得出的。它的基础是
微观粒子的波动性，即所有微观粒子的行为都符合德布罗意公式，所以通过单缝的粒子在单缝的竖直方向X上都可能出现动量Px和位移x的偏离，这种偏离通过德布罗意公式可以得到下列结果，这表明粒子通过单缝时在x方向上的位置偏离和动量偏离具有相关关系。 不确定关系的根源是我们用波函数来表达粒子的运动状态。微观粒子的波粒二象性是我们必须采用波函数表达粒子运动状态的原因。由于微观粒子小的质量和大的运动速度，使它们的运动呈现出波动的性质，而当它的运动有了一个结果时，即这种运动与其它的粒子相互作用或与宏观相作用时，其粒子的本质属性才表现了出来，波动性是微观粒子运动的状态形式。所以在运动中的微观粒子的态——通常我们用动量和位置来加以表达，就是不确定的，这种不确定是微观 粒子的运动 ．．形式所固有的。所以不确定性关系并不能说明粒子行为的不可知性。 只要我们不再使用力学对于物质运动的时空描述，我们就可以消除微观粒子运动的不确定性。换句话说，微观粒子运动的不确定性，不是微观粒子的本质属性，而是我们运用力学的时空表达式这种方法来描述粒子的运动的方法属性，不确定性是力学的时空方法所固有的，只要我们仍然用力学的方法来考察粒子的行为，我们就无法摆脱不确定性关系。
第十七章第四节概率波、第五节不确定性关系
第四节概率波 第五节不确定性关系 [学习目标] 1.知道经典的粒子和经典的波的基本特征． 2.理解概率波的概念，知道光波和物质波都是概率波． 3.知道“不确定关系”的物理表述及物理意义． 一、概率波(阅读教材P40～P41) 1．经典的粒子和经典的波 (1)经典的粒子 ①含义：粒子有一定的空间大小，具有一定的质量，有的还带有电荷． ②运动的基本特征：遵从牛顿运动定律，任意时刻有确定的位置和速度，在时空中有确定的轨道． (2)经典的波 ①含义：在空间是弥散开来的． ②特征：具有频率和波长，即具有时空的周期性． 2．概率波 (1)光波是一种概率波：光的波动性不是光子之间的相互作用引起的，而是光子自身固有的性质，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以，光波是一种概率波． (2)物质波也是概率波：对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是不确定的，但在某点附近出现的概率的大小可以由波动的规律确定．对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果，所以物质波也是概率波． 拓展延伸?———————————————————(解疑难) 1.正确理解光的波动性 光的干涉现象不是光子之间的相互作用使它表现出波动性的，在双缝干涉实验中，使光源S非常弱，以致前一个光子到达屏后才发射第二个光子．这样就排除了光子之间的相互作用的可能性．实验结果表明，尽管单个光子的落点不可预知，但长时间曝光之后仍然得到了干涉条纹分布．可见，光的波动性不是光子之间的相互作用引起的． 2．光波是一种概率波 在双缝干涉实验中，光子通过双缝后，对某一个光子而言，不能肯定它落在哪一点，但屏上各处明暗条纹的不同亮度，说明光子落在各处的可能性即概率是不相同的．光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小． 这就是说光子在空间出现的概率可以通过波动的规律来确定，因此说光是一种概率波．3．物质波也是概率波 对于电子、实物粒子等其他微观粒子，同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波． 1.(1)光波既是一种电磁波，又是一种概率波．() (2)双缝干涉说明光具有粒子性．()
不确定性原理共11页
不确定性原理 示意图 又名“测不准原理”、“不确定关系”,英文"Uncertainty principle"，是量子力学的一个基本原理，由德国物理学家海森堡于1927年提出。本身为傅立叶变换导出的基本关系：若复函数f(x)与F(k)构成傅立叶变换对，且已由其幅度的平方归一化（即f*(x)f(x)相当于x的概率密度； F*(k)F(k)/2π相当于k的概率密度，*表示复共轭），则无论f(x)的形式如何，x与k标准差的乘积ΔxΔk不会小于某个常数（该常数的具体形式与f(x)的形式有关）。 目录 意义 理论背景 霍金谈不确定性原理 赵宁谈不确定原理 意义 理论背景 霍金谈不确定性原理 赵宁谈不确定原理 展开
编辑本段意义 该原理表明：一个微观粒子的某些物理量（如位置和动量，或方位角与动量矩，还有时间和能量等），不可能同时具有确定的数值，其中一个量越确定，另一个量的不确定程度就越大。测量一对共轭量的误差（标准差）的乘积必然大于常数h/4π （h是普朗克常数）是海森堡在1927年首先提出的，它反映了微观粒子运动的基本规律——以共轭量为自变量的概率幅函数（波函数）构成傅立叶变换对；以及量子力学的基本关系（E=h/2π*ω，p=h/2π*k），是物理学中又一条重要原理。 编辑本段理论背景 海森伯 海森伯在创立矩阵力学时，对形象化的图象采取否定态度。但他在表述中仍然需要使用“坐标”、“速 不确定性支持向量机原理及应用 度”之类的词汇，当然这些词汇已经不再等同于经典理论中的那些词汇。可是，究竟应该怎样理解这些词汇新的物理意义呢？海森伯抓住云室实验中观察电子径迹的问题进行思考。他试图用矩阵力学为电子径迹作出数学表述，可是没有成功。这使海森伯陷入困境。他反复考虑，意识到关键在于电子轨道的提法本身有问题。人们看到的径迹并不是电子的真正轨道，而是水滴串形成的雾迹，水滴远比电子大，所
17.5 不确定性关系 习题
17.5 不确定关系习题 1．一个质量为 kg的尘粒，若测量其位置的不确定量为10-5m，则由不确定关系可知，其速度的不确定量为，这个不确定量 速度测量的衰减，完全可以忽略，因此，对这个尘粒的描述，可以用经典力学 方法。若将尘粒换为电子， kg，取 m(原子)可 得。这个速度的不确定量已经和电子在原子中的运动速度同数量级了，因此，不能忽略，此时电子状态的描述不能用经典的方法。由此可见，虽是一个很小的量，但在微观世界中的作用却是很明显的。 2.1924年,法国物理学家提出,任何一个运动着的物体 都有一种波与它对应.1927年,两位美国物理学家在实验中得到了 电子束通过铝箔时的衍射图案,如图所示,图中,“亮圆”表示电子 落在其上的________大,“暗圆”表示电子落在其上的________ 小. 3.关丁微观粒子的运动,下列说法中正确的是( ) A光于在不受外力作用时一定做匀速运动. B.光子受到恒定外力作用时一定做匀变速运动. 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. 4.运动的电子束穿过某一薄晶体时能产生明显的衍射现象,那么下列说法中正确的是( ) A.电子束的运动速度越快,产生的衍射现象越明显. R.电子束的运动速度越慢,产生的衍射现象越明显. C.产生衍射现象的明显程度与电子束的运动速度无关. D.以上说法都不对. 5.一个电子被加速后,以极高的速度在空间运动,关于它的运动,下列说法中正确的是( ) A.电子在空间做匀速直线运动.
B.电子上下左右颤动着前进. C.电子运动轨迹是正弦曲线. D.无法预言它的路径. 6.质量为m 、带电荷量为e 、初速为零的电子,经加速电压U 加速后,其电子的德布罗意波 长为e 2mU h .(普朗克常量为h)电子显微镜用电子束代替光镜的光源,放大倍数可达数万倍, 这是因为( ) A.电子束的波长短. B.电子束的频率小. C.电子束不具波动性. D.电子束不具粒子性. 7.法国物理学家________在________年首先提出了物质波,物质波是________波. 8.电子运动速率为300 m×s -1，其测量准确度为0.01%，若要确定这个电子的位置，求位置的最小不确定量。 9.若电子和质量为10.0 g 的子弹都以300 m ×s -1的速率运动，并且速率的测量准确度都为0.01%，试比较它们的位置的最小不确定量。
人教版物理高二选修3-517.5不确定性关系同步训练(解析版)
人教版物理高二选修3-5 17.5不确定性关系同步训练 一、选择题 1、下列说法正确的是（） A、光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性 B、微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小 C、爱因斯坦在对黑体辐射的研究中提出了能量子的观点 D、康普顿在研究石墨对X射线的散射中发现光具有波动性 2、在单缝衍射实验中，中央亮条纹的最宽最亮．假设现在只让一个光子通过单缝，下列说法正确的是( ) A、该光子一定落在中央亮条纹处 B、该光子一定落在亮条纹处 C、该光子可能落在暗条纹处 D、该光子不确定落在哪里，所以不具备波动性 3、下列说法正确的是( ) A、光波是概率波，物质波是机械波 B、微观粒子的动量和位置的不确定量同时变大，同时变小 C、普朗克的量子化假设是为了解释光电效应而提出的 D、光和电子、质子等实物粒子都具有波粒二象性 4、电子的运动受波动性的支配，对氢原子的核外电子，下列说法不正确的是( ) A、电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的 B、电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置 C、电子绕核运动时电子边运动边振动 D、电子在核外的位置是不确定的 5、放射性物质已经广泛应用于工农业生产中，对放射性的应用，下列说法不正确的是( ) A、放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，所以人体可以经常照射 B、对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理 C、射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里，而不能随意放置 D、对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的 6、在单缝衍射实验中，从微观粒子运动的不确定关系可知() A、缝越窄，粒子位置的不确定性越大 B、缝越宽，粒子位置的不确定性越小 C、缝越窄，粒子动量的不确定性越大 D、缝越宽，粒子动量的不确定性越大 7、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做匀速运动 B、光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动