1、不確定關(guān)系12海森伯(W.K.Heisenberg，19011976） 1927年提出“不確定關(guān)系”，為核物理學(xué)和（基本）粒子物理學(xué)準備了理論基礎(chǔ)；于1932年獲得諾貝爾物理學(xué)獎. 德國理論物理學(xué)家. 建立了新力學(xué)理論的數(shù)學(xué)方案，為量子力學(xué)的創(chuàng)立作出了貢獻.3一 海森伯坐標和動量的不確定關(guān)系 一級最小衍射角 電子經(jīng)過縫時的位置不確定 用電子衍射說明不確定關(guān)系電子的單縫衍射實驗4 電子經(jīng)過縫后 x 方向動量不確定電子的單縫衍射實驗5 海森伯于 1927 年提出不確定原理 對于微觀粒子不能同時用確定的位置和確定的動量來描述 .不確定關(guān)系考慮衍射次級有6 (2)不確定的根源是“波粒二象性”這是微觀粒

2、子的根本屬性 . (3) 對宏觀粒子，因 很小， 可視為位置和動量能同時準確測量 . (1) 微觀粒子同一方向上的坐標與動量不可同時準確測量，它們的精度存在一個終極的不可逾越的限制 .物理意義7 對于微觀粒子，h 不能忽略， x、px 不能同時具有確定值 . 此時，只有從概率統(tǒng)計角度去認識其運動規(guī)律 . 在量子力學(xué)中，將用波函數(shù)來描述微觀粒子.不確定關(guān)系是量子力學(xué)的基礎(chǔ).8解 子彈的動量動量的不確定范圍其動量的不確定范圍為動量的 (這在宏觀范圍是十分精確的 ) ， 該子彈位置的不確定量范圍為多大？ 例 1 質(zhì)量10 g 的子彈，速率 .9位置的不確定范圍 例2 一電子具有 的速率， 動量的不確

3、范圍為動量的 0.01% (這也是足夠精確的了)，則該電子的位置不確定范圍有多大？10解 電子的動量 動量的不確定范圍位置的不確定范圍 19 世紀末，物理學(xué)有了相當?shù)陌l(fā)展，幾個主要部門力學(xué)、熱力學(xué)和分子運動論、電磁學(xué)以及光學(xué)，都已經(jīng)建立了完整的理論體系，在應(yīng)用上也取得了巨大成果。 這時物理學(xué)家普遍認為，物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展到頂，偉大的發(fā)現(xiàn)不會再有了，以后的任務(wù)無非是在細節(jié)上作些補充和修正，使常數(shù)測得更精確而已。世紀之交物理學(xué)的發(fā)展 然而，從實驗上陸續(xù)出現(xiàn)了一系列重大發(fā)現(xiàn)，打破了沉悶的空氣，把人們的注意力引向更深入、更廣闊的天地，從而揭開了現(xiàn)代物理學(xué)革命的序幕。 從倫琴發(fā)現(xiàn)X 射線的1895 年開始，

4、到1905年愛因斯坦發(fā)表三篇著名論文為止，在這10 年左右世紀之交的年代里，具有重大意義的實驗發(fā)現(xiàn)如下： X射線、放射性和電子是世紀之交的三大發(fā)現(xiàn)。意義如下： （1）由于X射線與原子中內(nèi)層電子的躍遷有關(guān)，這說明了原子存在未知結(jié)構(gòu)，物理學(xué)還存在亟待研究的領(lǐng)域。 X射線本身在醫(yī)療、研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面都有很多的實用價值。 （2）貝克勒爾射線的發(fā)現(xiàn)，是人類第一次發(fā)現(xiàn)某些元素自身也具有自發(fā)輻射現(xiàn)象，引起了人們對原子核問題的關(guān)注。（3）電子是原子的組成部分，是物質(zhì)的更基本的單元。這是一個非常重要的結(jié)論。原子不可分的傳統(tǒng)觀念徹底破滅了。經(jīng)典物理學(xué)的兩朵烏云 19世紀的最后一天，歐洲著名的科學(xué)家歡聚一堂。會上

5、，英國著名物理學(xué)家W湯姆生（即開爾文男爵）發(fā)表了新年祝詞。他在回顧物理學(xué)所取得的偉大成就時說，物理大廈已經(jīng)落成，所剩只是一些修飾工作。 同時，他在展望20世紀物理學(xué)前景時，卻若有所思地講道：“動力理論肯定了熱和光是運動的兩種方式，現(xiàn)在，它美麗而晴朗的天空卻被兩朵烏云籠罩了，” “第一朵烏云出現(xiàn)在光的波動理論上，”“第二朵烏云出現(xiàn)在關(guān)于能量均分的麥克斯韋-玻爾茲曼理論上?！?W湯姆生在1900年4月發(fā)表了題為19世紀熱和光的動力學(xué)理論上空的烏云的文章。他所說的第一朵烏云，主要是指A邁克爾孫實驗結(jié)果和以太漂移說相矛盾；他所說的第二朵烏云，主要是指熱學(xué)中的能量均分定則在氣體比熱以及輻射能譜的理論解釋

6、中得出與實驗不等的結(jié)果，其中尤以黑體輻射理論出現(xiàn)的“紫外災(zāi)難”最為突出。第一朵烏云：邁克耳遜莫雷實驗與“以太”說破滅 1887年，邁克耳遜(AAMichalson，18521931)與美國化學(xué)家、物理學(xué)家莫雷(EWMorley,18381923)合作，在克利夫蘭進行了一個著名的實驗：“邁克耳遜莫雷實驗”，即“以太漂移”實驗。 黑體：是指能夠全部吸收外來的輻射而毫無任何反射和透射，吸收率是100的理想物體。真正的黑體并不存在，但是，一個表面開有一個小孔的空腔，則可以看作是一個近似的黑體。因為通過小孔進入空腔的輻射，在腔里經(jīng)過多次反射和吸收以后，從小孔透出的幾率非常小。 黑體輻射實驗：19世紀末，盧梅爾（Lummer 18601925）等人所做的實驗。發(fā)現(xiàn)黑體輻射的能量不是連續(xù)的，它按波長的分布僅與黑