吉林省长春市第五中学高中物理人教版课件选修3-5：17.4 概率波
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人教版高中物理选修3-5：17.4 概率波
2.经典物理学中，粒子运动的基本特征是什么？波的基本 特征又是什么？
经典粒子的基本特征：有一定的的空间大小， 有一定的质量，有的有电荷。只要知道物体的初 始条件（初始位置、初速度）以及受力情况，由 牛顿第二定律可知，就能确定它们以后任意时刻 的位置和速度，进而确定它们在空间中的运动轨 迹。 经典波的基本特征：经典的波在空间中是弥散 开来的，其特征是具有波长和频率，具有时空的 周期性。
4.通过所学的知识简述在什么条件下光表现出波动性， 什么情况下表示出粒子性？
1）大量光子表现出波动性；个别光子表现出粒子 性； 2）光在传播过程中表现出波动性，如光的干涉、 衍射、偏振等现象；光和其他物质相互作用时表 现出粒子性，如光电效应、康普顿效应等。 3）频率低波长长,光的波动性更强；频率高波长短, 光的粒子性更突出。如由德布罗意关系式计算微 观粒子和宏观粒子的波长可知微观粒子的波长长 使得波动性较显著，而宏观粒子(如子弹) 的物质波 波长非常短，所以很难表现出其波动性。
2.光的波动性是由光子之间的相互作用引起的？还是由 于光子本身引起的？为什么？
为了寻求光的波动性的原由，可以做以下实 验：我们使光源很弱照射到双缝上，以至于它在 前一个光子到达屏幕之后才发射第二个光子，这 样就排除了光子之间相互作用的可能性。实验结 果表明，尽管单个光子的落点不可预料，但是在 长时间曝光之后仍然能得到明暗相间的条纹。由 此可知，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。
阅读“概率波”这部分内容，回答以下几个问题：
1.如右图所示，在杨氏双缝干涉实验中，出现了明暗相间 的条纹，按照光的波动理论如何解释条纹的明暗？如果用 光子学说如何解释条纹的明暗呢？
Hale Waihona Puke 按照光的波动理论：屏上条纹的明暗表示到 达屏上的光相叠加强度不同，明纹处光波加强， 暗纹处光波减弱。 按照光子学说：每个同频率的光子都有相同 的一份能量，条纹明暗的分布应该是到达屏上的 光子数目多少的分布。因此光的强度对应光子的 数目，明纹处到达的光子数多，暗纹处到达的光 子数少。
人教版物理(选修3-5)课件：17.4、5(32页)
光子的行为服从统计规律，干涉加强处表示光子到达的数 目多，也就是光子在该处出现的概率大；干涉减弱处表示光子 到达的数目少，也就是光子在该处出现的概率小，这种概率的 大小服从波动规律．因此我们把光波叫做概率波．
(2)物质波也是概率波 电子和其他微观粒子，同样具有波粒二象性，与它们联系 的物质波也是概率波．
2．概率波 (1)光波是概率波 光子在空间各点出现的概率遵从波动规律，所以物理学中 把光波叫做概率波．
从经典的物理学的角度上讲，波动应该是质点间相互作用 的结果，光子具有波动性，就应该是光子与光子作用的结果， 但人们发现在双缝干涉实验中，即使光很弱，弱到一个光子一 个光子地射向底片(这时排除了光子间的相互作用)，在照射时 间足够长时，底片上最终还是形成了干涉图样，这就证明波动 不是光子间相互作用引起的，而是单个光子的固有属性．
第四节 概率波 第五节 不确定性关系
课标解读
明确要求 把握方向 现象的解释和所遇到 的问题． 2．了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到 的问题． 3．了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波 动性，又有粒子性． 4．了解光是一种概率波． 5．了解不确定性关系的概念和相关计算．
答案
AD
二、有关不确定关系的应用 【例2】 h 已知 ＝5.3×10－35 J· s，试求下列情况中速度 4π
3．对概率波的理解 (1)单个粒子运动的偶然性 我们可以知道粒子落在某点的概率，但不能预言粒子落在 什么位置，即粒子到达什么位置是随机的，是预先不能确定 的． (2)大量粒子的必然性 由波动规律，我们可以准确地知道，大量粒子运动时的统 计规律，因此我们可以对宏观现象进行预言．
(3)概率波体现了波粒二象性的和谐统一 概率波主要是光子、实物粒子，体现了粒子性的一面；同 时粒子在某一位置出现的概率受波动规律的支配，体现了波动 性的一面，所以说，概率波将波动性和粒子性统一在一起．
吉林省长春市第五中学高中物理人教版课件选修3-5：第十七章 学案讲评3
栏 目 开 关
答案 ABD
学习· 探究区
学案3
针对训练
下列有关光的波粒二象性的说法中,正确的是(
)
A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同样的一种粒子 C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性 越显著 D．大量光子的行为往往表现出粒子性
本 学 案 栏 目 开 关
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学案3
【例 1】
对光的认识，以下说法中正确的是
(
)
A．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出 波动性 B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相 互作用引起的 C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子 性时，就不再具有波动性了 D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表 现得明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显
本 学 案 栏 目 开 关
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学案3
解析
个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现
为波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表 现为波动性，光的波动性与粒子性都是光的本质属性，因为 波动性表现为粒子分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有 波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律，故正确 选项有 A、B、D.
学案3
学说 名称
代表 人物
微粒说
波动说 托马 斯·杨 和菲涅耳
电磁说
光子说 爱因 斯坦
波粒二 象性
公认
本 学 案 栏 目 开 关
牛顿
麦克斯韦 能在真空中 传播,是横波, 光速等于电 磁波波速
光的直 实验 线传播、 光的干 依据 光 涉、衍射 的反射 光是一 群弹性 粒子
光电效 光既有波动现 应、康普 象,又有粒子 顿效应 特征 光是由 一份一 份光子 组成的 光是具有 电磁本性 的物质,既 有波动性 又有粒子性
答案 ABD
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学案3
针对训练
下列有关光的波粒二象性的说法中,正确的是(
)
A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同样的一种粒子 C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性 越显著 D．大量光子的行为往往表现出粒子性
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学案3
【例 1】
对光的认识，以下说法中正确的是
(
)
A．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出 波动性 B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相 互作用引起的 C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子 性时，就不再具有波动性了 D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表 现得明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显
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解析
个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现
为波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光的传播表 现为波动性，光的波动性与粒子性都是光的本质属性，因为 波动性表现为粒子分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有 波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律，故正确 选项有 A、B、D.
学案3
学说 名称
代表 人物
微粒说
波动说 托马 斯·杨 和菲涅耳
电磁说
光子说 爱因 斯坦
波粒二 象性
公认
本 学 案 栏 目 开 关
牛顿
麦克斯韦 能在真空中 传播,是横波, 光速等于电 磁波波速
光的直 实验 线传播、 光的干 依据 光 涉、衍射 的反射 光是一 群弹性 粒子
光电效 光既有波动现 应、康普 象,又有粒子 顿效应 特征 光是由 一份一 份光子 组成的 光是具有 电磁本性 的物质,既 有波动性 又有粒子性
人教版选修3-5 17.4-5 概率波 不确定性关系(共15张PPT)
开始电子打在屏幕上的位臵是任意的 随着时间推移，电子具有稳定的分布 出现清晰衍射条纹和强电子束在短时间形成的一样
单个电子的运动方向是完全不确定的，具有概率分布 一定条件下，电子运动方向的概率具有确定的规律
17.5 不确定关系
一、德布罗意波的统计解释
1926年，德国物理学玻恩 (Born , 1882--1972) 提出了概率波，认为个别微观 粒子在何处出现有一定的偶然性，但是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。
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。
已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×103J， 其中可见光部分约占45%，假设认为可见光的波长均为0.55μm，太阳向各个方向
的辐射是均匀的，日地之间距离为R=1.5×1011m，估算出太阳每秒辐射出的可见光 的光子数。（保留两位有效数字）
不确定度关系（uncertainty relatoin)
经典力学：运动物体有完全确定的位臵、动量、能量等。 微观粒子：位臵、动量等具有不确定量（概率）。
一、电子衍射中的不确定度
一束电子以速度 v 沿 oy 轴射向狭缝。
x
O
电子在中央主极大区域出现的几率最 大。
y
a
不确定性关系（不确定关系）
①许多相同粒子在相同条件下实验，粒子在同一时刻 并不处在同一位臵。
粒子模型 分子、质子、中子、电子 粒子有一定的空间大小，有一定的质量，有的还具有电荷。只要已知初始位 臵和初始速度，就可以准确地确定以后任意时刻的位臵和速度，进而在空间描绘 出确定的轨迹。
神州十号飞船
波动模型 声音的干涉和衍射
经典的波在空间是弥散开来的，其特征是具有频率和波长，也就是具有时空 的周期性。
单个电子的运动方向是完全不确定的，具有概率分布 一定条件下，电子运动方向的概率具有确定的规律
17.5 不确定关系
一、德布罗意波的统计解释
1926年，德国物理学玻恩 (Born , 1882--1972) 提出了概率波，认为个别微观 粒子在何处出现有一定的偶然性，但是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。
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。
已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×103J， 其中可见光部分约占45%，假设认为可见光的波长均为0.55μm，太阳向各个方向
的辐射是均匀的，日地之间距离为R=1.5×1011m，估算出太阳每秒辐射出的可见光 的光子数。（保留两位有效数字）
不确定度关系（uncertainty relatoin)
经典力学：运动物体有完全确定的位臵、动量、能量等。 微观粒子：位臵、动量等具有不确定量（概率）。
一、电子衍射中的不确定度
一束电子以速度 v 沿 oy 轴射向狭缝。
x
O
电子在中央主极大区域出现的几率最 大。
y
a
不确定性关系（不确定关系）
①许多相同粒子在相同条件下实验，粒子在同一时刻 并不处在同一位臵。
粒子模型 分子、质子、中子、电子 粒子有一定的空间大小，有一定的质量，有的还具有电荷。只要已知初始位 臵和初始速度，就可以准确地确定以后任意时刻的位臵和速度，进而在空间描绘 出确定的轨迹。
神州十号飞船
波动模型 声音的干涉和衍射
经典的波在空间是弥散开来的，其特征是具有频率和波长，也就是具有时空 的周期性。
高中物理新课标版人教版选修3-5精品课件：17.4《概率波》(PPT课件可以编辑)
❖ 2、难点：对量子化、波粒二象性、概率波等概念嘚理解
电子双缝衍射 1) 用足够强嘚电子束进行双缝衍射
—— 得到嘚结果与光嘚双缝衍射结果一样
—— 出现了明暗相间嘚衍射条纹，体现电子嘚波动性 —— 衍射条纹掩饰了电子嘚粒子性
未能体现电子在空间分布嘚概率性质
2) 用非常弱嘚电子束进行双缝衍射
—— 开始电子打在屏幕上嘚位置是任意嘚 随着时间推移，电子具有稳定嘚分布 出现清晰衍射条纹__和强电子束在短时间形成嘚一样
❖ （三）情感、态度与价值观
❖ 理解人类对光嘚本性嘚认识和研究经历了一个十分漫长嘚过程，这一过程也是辩证发展嘚过程．根 据事实建立学说，发展学说，或是决定学说嘚取舍，发现新嘚事实，再建立新嘚学说．人类就是这 样通过光嘚行为，经过分析和研究，逐渐认识光嘚本性嘚．
❖ 【重点难点】
❖ 1、重点：人类对光嘚本性嘚认识嘚发展过程．
光子在某处出现嘚概率由光在该处嘚率大
I小 光子出现概率小
光子在某处出现嘚概率和该处光振幅嘚平方成正比
统一于概率波理论
—— 电子枪发射出嘚电子，在屏幕P上观察电子数目
1) 将狭缝B挡住
—— 电子通过狭缝A 在屏幕C有一定分布
—— 类似于单缝衍射 嘚中央主极大
2) 将狭缝A挡住
—— 电子通过狭缝B在屏幕C上有一定嘚分布 类似于单缝衍射嘚中央主极大
3）A和B狭缝同时打开 —— 如果电子是经典粒子 原来通过A狭缝嘚电子 —— 还是通过A 原来通过B狭缝嘚电子 —— 还是通过B
—— 类似于单缝衍射嘚中央主极大 P2 —— 子弹落在中央主极大范围嘚概率分布
3) A和B狭缝同时打开 —— 子弹是经典粒子 原来通过A狭缝嘚子弹 —— 还是通过A 原来通过B狭缝嘚子弹 —— 还是通过B
电子双缝衍射 1) 用足够强嘚电子束进行双缝衍射
—— 得到嘚结果与光嘚双缝衍射结果一样
—— 出现了明暗相间嘚衍射条纹，体现电子嘚波动性 —— 衍射条纹掩饰了电子嘚粒子性
未能体现电子在空间分布嘚概率性质
2) 用非常弱嘚电子束进行双缝衍射
—— 开始电子打在屏幕上嘚位置是任意嘚 随着时间推移，电子具有稳定嘚分布 出现清晰衍射条纹__和强电子束在短时间形成嘚一样
❖ （三）情感、态度与价值观
❖ 理解人类对光嘚本性嘚认识和研究经历了一个十分漫长嘚过程，这一过程也是辩证发展嘚过程．根 据事实建立学说，发展学说，或是决定学说嘚取舍，发现新嘚事实，再建立新嘚学说．人类就是这 样通过光嘚行为，经过分析和研究，逐渐认识光嘚本性嘚．
❖ 【重点难点】
❖ 1、重点：人类对光嘚本性嘚认识嘚发展过程．
光子在某处出现嘚概率由光在该处嘚率大
I小 光子出现概率小
光子在某处出现嘚概率和该处光振幅嘚平方成正比
统一于概率波理论
—— 电子枪发射出嘚电子，在屏幕P上观察电子数目
1) 将狭缝B挡住
—— 电子通过狭缝A 在屏幕C有一定分布
—— 类似于单缝衍射 嘚中央主极大
2) 将狭缝A挡住
—— 电子通过狭缝B在屏幕C上有一定嘚分布 类似于单缝衍射嘚中央主极大
3）A和B狭缝同时打开 —— 如果电子是经典粒子 原来通过A狭缝嘚电子 —— 还是通过A 原来通过B狭缝嘚电子 —— 还是通过B
—— 类似于单缝衍射嘚中央主极大 P2 —— 子弹落在中央主极大范围嘚概率分布
3) A和B狭缝同时打开 —— 子弹是经典粒子 原来通过A狭缝嘚子弹 —— 还是通过A 原来通过B狭缝嘚子弹 —— 还是通过B
吉林省长春市第五中学高中物理选修3-4配套教学课件11-1
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解析
本 学 案 栏 目 开 关
振子在 A 点和 B 点时的位移最大，由于取向右为
正方向，所以振子运动到 A 点有正向最大位移，在 B 点 有负向最大位移，则 t2 时刻，振子在 A 点，t4 时刻，振子 在 B 点，故选项 A 正确，B 错误；振子的位移是以平衡 位置为起点， 所以在 t1～ t2 和 t3～ t4 时间内振子的位移都在 增大，故选项 C 正确， D 错误．
图4
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我们研究直线运动时，经常使用 x－t 图象和 v－t 图象来
本 学 案 栏 目 开 关
描述物体的运动， 对于弹簧振子也可以用运动图象来描述 它的运动情况． 如图 4 所示是用频闪照相的方法获得的水 平弹簧振子的位移—时间图象(频闪仪每隔 0.05 s 闪光一 次，拍摄时底片从下向上匀速运动)． (1)为什么这就是振子的位移—时间图象？ (2)在这里如何理解振子的位移？
学习·探究区
答案
(1)因为摄像底片从下向上匀速运动，所以底片运
动的距离与时间成正比．因此可用底片运动的距离代表
本 学 案 栏 目 开 关
时间轴．振子的频闪照片上像点的位置反映了不同时刻 振子离开平衡位置的位移，即位移随时间变化的规律． (2)振动物体的位移与运动学中的位移不同．振子的位移 总是相对于平衡位置而言的，即初位置是平衡位置，末 位置是振子所在的位置．因而振子对平衡位置的位移方 向始终背离平衡位置．
由图象可知任意时刻物体的 位移 ，某时刻物体的速度等 于这一时刻图象的 斜率 ．
知识·储备区
2．弹簧振子
本 学 案 栏 目 开 关
(1)平衡位置：振子原来 静止 时的位置． (2)机械振动： 振子在平衡位置 附近所做的 往复 运动， 简 称 振动 ．
人教版选修3-5 第17章 4、5 概率波 不确定性关系 课件(26张)
解析：(1)m＝1.0 kg，Δx＝10－6 m 由 ΔxΔp≥4hπ，Δp＝mΔv 知 Δv1＝4πΔhxm＝51.03－×6×101－.035 m/s＝5.3×10－29 m/s. (2)me＝9.0×10－31kg，Δx＝10－10 m Δv2＝4πΔhxm＝10－150.×3×9.100×－3150－31 m/s ＝5.89×105 m/s. 答案：(1)5.3×10－29 m/s (2)5.89×105 m/s
三、不确定性关系 1．微观粒子运动的基本特征：不再遵守________定律， 不可能同时准确地知道粒子的________和________，不可能用 “轨迹”来描述粒子的运动，微观粒子的运动状态只能通过 ________做统计性的描述． 【答案】牛顿运动 位置 动量 概率
2．不确定性关系：以 Δx 表示粒子位置的不确定量，以 Δp
反思领悟：在宏观世界中物体的质量与微观世界中粒子的 质量相比较，相差很多倍．根据计算的数据可以看出，宏观世 界中的物体的质量较大，位置和速度的不确定量较小，可同时 较精确地测出物体的位置和动量．在微观世界中粒子的质量较 小，不能同时精确地测出粒子的位置和动量，不能准确地把握 粒子的运动状态．
2 ． ( 多 选 )(2018 唐 山 名 校 月 考 ) 根 据 不 确 定 性 关 系
另一类是理想化模型，它抓住主要的本质的因素，舍弃次要 的、非本质的因素，从而建立起一种易于研究，能反映物理对 象主要特征的形象，大体上可分为三种：
(1)物理对象模型：如质点、单摆、点电荷、能量子、光 子；
(2)条件模型：如光滑平面、轻杆、匀强电场； (3)过程模型：如匀速直线运动、匀加速直线运动、弹性 碰撞．
对概率波的理解
例1 下列说法正确的是( ) A．光波是一种概率波 B．光波是一种电磁波 C．单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的能量不变 D．单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变
高二物理课件 17.4 概率波 17.5 不确定性关系 (人教版选修3-5)
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嘚不同亮度， 说明光子落在各处嘚可能性即概率是不相同嘚.光子落在明条 纹处嘚概率大，落在暗条纹处嘚概率小. 这就是说光子在空间出现嘚概率可以通过波动嘚规律来确定， 因此说光是一种概率波.
(1)不确定性关系不是说微观粒子嘚坐标测不准，也 不是说微观粒子嘚动量测不准，更不是说微观粒子嘚坐标和 动量都测不准，而是说微观粒子嘚坐标和动量不能同时测准. (2)普朗克常量是不确定关系中嘚重要角色，如果h嘚值可忽 略不计，这时物体嘚位置、动量可同时有确定嘚值，如果h不 能忽略，这时必须考虑微粒嘚波粒二象性.h成为划分经典物 理学和量子力学嘚一个界线.
【解析】选B.概率波与机械波是两个概念，本质不同；物质 波是一种概率波，符合概率波嘚特点；光嘚双缝干涉实验中， 若有一个光子，这个光子嘚落点是不确定嘚，但有概率较大 嘚位置.
2.电子嘚运动受波动性嘚支配，对于氢原子嘚核外电子，下 列说法正确嘚是( ) A.氢原子嘚核外电子可以用确定嘚坐标描述它们在原子中嘚 位置 B.电子绕核运动时，可以运用牛顿运动定律确定它嘚轨道 C.电子绕核运动嘚“轨道”其实是没有意义嘚 D.电子轨道只不过是电子出现嘚概率比较大嘚位置
【方法技巧】 求解“光嘚本性”问题嘚技巧 求解光嘚本性问题应当明确，光波是概率波，既不能把光波 理解成宏观概念中嘚波，也不能把光子看做宏观概念中嘚粒 子；频率低嘚光，波动性显著，频率高嘚光，粒子性显著； 光在传播过程中往往显示出波动性，光在与物质相互作用时， 往往显示出粒子性，光子在空间各点出现嘚可能性嘚大小， 可用波动规律来描述. 概率是一种统计概念，少量光子嘚行为显示不出概率统计规 律，大量光子才显示出这种规律.“概率波”实际上是将光嘚 波动性和粒子性统一起来嘚一种说法.波动性是光子嘚属性.
物理：17.4《概率波》课件(人教版选修3-5)
PP 1P 2
—— 电子双缝衍射 —— 电子枪发射出的电子，在屏幕P上观察电子数目 1) 将狭缝B挡住 —— 电子通过狭缝A 在屏幕C有一定分布 —— 类似于单缝衍射 的中央主极大
3）A和B狭缝同时打开 —— 还是通过A 原来通过B狭缝的电子 —— 还是通过B 屏幕上电子的概率分布
第四节、概率波
电子双缝衍射
1) 用足够强的电子束进行双缝衍射 —— 得到的结果与光的双缝衍射结果一样 —— 出现了明暗相间的衍射条纹，体现电子的波动性 —— 衍射条纹掩饰了电子的粒子性
未能体现电子在空间分布的概率性质
物质波不是经典波 —— 经典的波是介质中质元共同振动的形成的
双缝衍射中体现为无论电子强度多么弱 屏幕上出现的是强弱连续分布的衍射条纹
屏幕C —— 实际观察到类似光的双缝衍射条纹
屏幕C上电子的概率分布
—— 只开一个狭缝和同时开两个狭缝 电子运动的方向具有随机性
—— A和B狭缝同时开时 电子似乎“知道”
两个狭缝都打开！
双缝和屏幕之间 —— 到底发生了什么？ 屏幕上电子的分布 —— 有了新的概率分布
电子 —— 不是经典粒子
光子在某处出现的概率由光在该处的强度决定
2) 将狭缝A 挡住 —— 子弹通过狭缝B在屏幕C上有一定的分布
—— 类似于单缝衍射的中央主极大 P2 —— 子弹落在中央主极大范围的概率分布
3) A和B狭缝同时打开
—— 子弹是经典粒子 原来通过A狭缝的子弹 —— 还是通过A 原来通过B狭缝的子弹 —— 还是通过B 不因两个狭缝同时打开 每颗子弹会有新的选择！ 屏幕C上子弹的概率分布
单 缝 衍 射
I 大 光子出现概率大 I小 光子出现概率小
光子在某处出现的概率和该处光振幅的平 方成正比 统一于概率波理论
人教版高中物理选修3-5 17.4 概率波 名师公开课省级获奖课件(23张)
Nhomakorabea答案
C
解析
运动的物体才具有波动性，A项错；宏观物体由于
动量太大，德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍 射现象，但仍具有波动性，D项错；X光是波长极短的电 磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在，B项 错；只有C项正确．
【例2】
如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103 m/s
的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多大？ (中子的质量为1.67×10－27 kg，普朗克常量为6.63×10－34 J· s) 答案 解析 4.0×10－10 m 6.63×10－35 m 中子的动量为p1＝m1v
小 的地方点少．电子云反映了原子核 多，电子出现概率___ 外电子位置的不确定性，说明电子对应的波也是一种 概率 波． _____
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．
一、对物质波的理解
1．任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动
性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观 物体对应的波长太小的缘故． ε h 2．物质波波长的计算公式为 λ＝ ，频率公式为 ν＝ p h 3．德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广，使之包括 了所有的物质粒子，即光子与实物粒子都具有粒子性，又 都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对 应的波是物质波．
子弹的动量为p2＝m2v
C
解析
运动的物体才具有波动性，A项错；宏观物体由于
动量太大，德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍 射现象，但仍具有波动性，D项错；X光是波长极短的电 磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在，B项 错；只有C项正确．
【例2】
如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103 m/s
的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多大？ (中子的质量为1.67×10－27 kg，普朗克常量为6.63×10－34 J· s) 答案 解析 4.0×10－10 m 6.63×10－35 m 中子的动量为p1＝m1v
小 的地方点少．电子云反映了原子核 多，电子出现概率___ 外电子位置的不确定性，说明电子对应的波也是一种 概率 波． _____
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．
一、对物质波的理解
1．任何物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动
性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观 物体对应的波长太小的缘故． ε h 2．物质波波长的计算公式为 λ＝ ，频率公式为 ν＝ p h 3．德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广，使之包括 了所有的物质粒子，即光子与实物粒子都具有粒子性，又 都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对 应的波是物质波．
子弹的动量为p2＝m2v
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人教版选修3-5
第十七章 波粒二象性
第四节 概率波
一、经典的粒子和经典的波
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Z x xk 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
课堂练习
1、下列说法正确的是 （AB ） A、光波是—种概率波 B、光波是一种电磁波 C、单色光从光密介质进入光疏介质时．光子的能量改变 D、单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变 选项 A B C D 分析过程 光波是概率波 麦克斯韦电磁理论 光子的能量与频率有关ε =hv = גc/f,而f不变 结果 对 对错 错
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
德布罗意波的统计解释 1926年德国物理学家波恩提出了概率波，认为个别微观粒子在何 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。
光的强弱对应于光子的数目，明 纹处达到的光子数多，明纹表示 光子达到的概率大。暗纹反之。
2、下列说法中正确的是 ( AD ) A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性 B．光的频率越大，波长越大 C．光的波长越大，光子的能量越大 D．光在真空中的传播速度为3.00108m/s
Zx xk
3、为了强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯 坦，2004年联合国第58次大会把2005年定为国际物理年．爱因 斯坦在100年前发表了5篇重要论文，内容涉及狭义相对论、量 子论和统计物理学，对现代物理学的发展作出了巨大贡献．某 人学了有关的知识后，有如下理解，其中正确的是 （ BD ） A. 所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 光既具有波动性，又具有粒子性 C. 在光电效应的实验中，入射光强度增大，光电子的最 大初动能随之增大 D. 质能方程表明：物体具有的能量与它的质量有简单的 正比关系
----------光是一种概率波。Zx xk 物质波也具有波粒二象性，同样物质波也是概率波。
现象：1、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规律确定。
2、大量粒子，概率的分布导致确定的宏观结果。电子数越多， 规则的条纹越来越明显。
光子在某 位置出现 的概率大， 对大量光 子来说达 到该位置 的光子数 多，该位 置出现明 条纹。 反之出现 暗条纹。
一个一个电子依次入射双缝的衍射实验：
7个电子
体现了粒子性
100个电子
3000
20000
体现了波动性 粒子出现的概率低
70000 粒子出现的 概率高
通过上述实验可知：
虽然不能肯定某个光子落在哪一点，但在屏上各处明暗不 同可以推知，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，落在暗处的概率小。则光子在空间出现的概率 可以通过衍射、干涉的明暗条纹这样的波动规律确定。
二、概率波
波动性 是光子 间相互 作用结 果吗？
波动性不是光子间相互作用引起的， 而是光子自身固有的性质
光是一种概率波
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。
对事物粒子的波粒二象性的理解
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。
Zx xk
第十七章 波粒二象性
第四节 概率波
一、经典的粒子和经典的波
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Z x xk 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
课堂练习
1、下列说法正确的是 （AB ） A、光波是—种概率波 B、光波是一种电磁波 C、单色光从光密介质进入光疏介质时．光子的能量改变 D、单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变 选项 A B C D 分析过程 光波是概率波 麦克斯韦电磁理论 光子的能量与频率有关ε =hv = גc/f,而f不变 结果 对 对错 错
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
德布罗意波的统计解释 1926年德国物理学家波恩提出了概率波，认为个别微观粒子在何 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。
光的强弱对应于光子的数目，明 纹处达到的光子数多，明纹表示 光子达到的概率大。暗纹反之。
2、下列说法中正确的是 ( AD ) A．光的干涉和衍射现象说明光具有波动性 B．光的频率越大，波长越大 C．光的波长越大，光子的能量越大 D．光在真空中的传播速度为3.00108m/s
Zx xk
3、为了强调物理学对当今社会的重要作用并纪念爱因斯 坦，2004年联合国第58次大会把2005年定为国际物理年．爱因 斯坦在100年前发表了5篇重要论文，内容涉及狭义相对论、量 子论和统计物理学，对现代物理学的发展作出了巨大贡献．某 人学了有关的知识后，有如下理解，其中正确的是 （ BD ） A. 所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 光既具有波动性，又具有粒子性 C. 在光电效应的实验中，入射光强度增大，光电子的最 大初动能随之增大 D. 质能方程表明：物体具有的能量与它的质量有简单的 正比关系
----------光是一种概率波。Zx xk 物质波也具有波粒二象性，同样物质波也是概率波。
现象：1、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规律确定。
2、大量粒子，概率的分布导致确定的宏观结果。电子数越多， 规则的条纹越来越明显。
光子在某 位置出现 的概率大， 对大量光 子来说达 到该位置 的光子数 多，该位 置出现明 条纹。 反之出现 暗条纹。
一个一个电子依次入射双缝的衍射实验：
7个电子
体现了粒子性
100个电子
3000
20000
体现了波动性 粒子出现的概率低
70000 粒子出现的 概率高
通过上述实验可知：
虽然不能肯定某个光子落在哪一点，但在屏上各处明暗不 同可以推知，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，落在暗处的概率小。则光子在空间出现的概率 可以通过衍射、干涉的明暗条纹这样的波动规律确定。
二、概率波
波动性 是光子 间相互 作用结 果吗？
波动性不是光子间相互作用引起的， 而是光子自身固有的性质
光是一种概率波
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。
对事物粒子的波粒二象性的理解
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。
Zx xk