17.4 概率波 课件 -2021-2022学年高二下学期物理人教版选修3-5

17.4 概率波 1 1、经典的粒子的基本特征 ⑴粒子有一定的空间大小、一定的质量和电荷量. ⑵粒子的运动遵从牛顿第二定律. ⑶粒子有确定的位置、速度以及时空中确定的轨道. 2、经典的波的基本特征 ⑴在空间具有弥散性. ⑵具有一定的频率、波长具有时空的周期性. 在经典物理学中，波和粒子是两个不同的研究对象， 具有非常不同的表现，互不相容，遵从不同的规律. 一、经典的粒子和经典的波 为了了解光波和物质波是什么样的波，还是从波的波粒二象性入手。 观察下图的光的双缝干涉实验。 明暗相间的条纹 ——条纹的明暗表示到达屏上的光的強度不同。 粒子模型认为： 波动模型认为： ——明纹处到达的光子数多，暗纹处到达的光子数少。 二、概率波 猜想：是光子之间的相互作用使它表现出了波动性，而不是光子本身就具有波动性? 光源 狭缝 感光胶片 长时间 明暗条纹 短时间 任意位置 可见，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。 二、概率波 方法：让光子一个一个发射，排除相互作用的干扰。 对此，1926年德国物理学家玻恩指出:虽然不能肯定某个光子落在哪一点，但由屏上各处明暗不同这个事实可以推知，光子落在各点的概率是不一样的，即光子落在明纹处的概率大，落在暗纹处的概率小。 现在的问题是，一个光子通过狭缝后到底落在屏上的哪点呢? 二、概率波 德国物理学家玻恩 从光子的概念上看，光波是一种概率波。 也就是说：个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。 光源 狭缝 感光胶片 二、概率波 ⑴不能确定某时刻某个光子落在哪个位置 ⑵光子落在某一位置附近的概率可以确定，且光子在空间出现的概率可通过波动的规律确定。 电子和其他微观粒子，同样具有波粒二象性，它们是否也是概率波呢？ 猜想 7个电子 100个电子 20000个 一个一个电子依次入射双缝的衍射实验： 70000个 体现了粒子性 体现了波动性 粒子出现的概率高 粒子出现的概率低 二、概率波 物质波也是概率波 二、概率波 （1）与实物粒子相联系的物质波也是概率波，即单个粒子的位置是不确定的，但粒子在某点附近的概率的大小可以由波动的规律确定。 （2）对大量粒子来说，概率大的位置达到的粒子数多，概率小的位置达到的粒子数少。 一、经典的粒子和经典的波 1、经典的粒子的基本特征： ③粒子有确定的位置、速度以及时空中确定的轨道。 ①粒子有一定的空间大小、一定的质量和电荷量 ②粒子的运动遵从牛顿第二定律 2、经典的波的基本特征： ②具有一定的频率、波长具有时空的周期性 ①在空间具有弥散性 1、从光子的概念上看，光波是一种概率波。 2、对于电子和其他微观粒子，由于同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的德布罗意波也是概率波。 二、概率波：个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。 课堂小结 1、在验证光的波粒二象性的实验中，下列说法正确的是(　　) A．使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，底片上将会显示衍射图样 B．单个光子通过狭缝后，底片上会出现完整的衍射图样 C．光子通过狭缝的运动路线是直线 D．光的波动性是大量光子运动的规律 AD 牛刀小试 2、在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子(　　) A．一定落在中央亮纹处 B．一定落在亮纹处 C．可能落在暗纹处 D．落在中央亮纹处的可能性最大 CD 牛刀小试 同学们再见！ 13 $