第六節(jié)不確定關(guān)系第1頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一沿y方向運(yùn)動的粒子穿過狹縫前，若粒子沒有波動性，它穿過狹縫時，仍有。只要盡可能地將縮小，就可同時準(zhǔn)確地確定粒子在穿過狹縫時的坐標(biāo)和動量。事實上，粒子具有波動性，當(dāng)它穿過狹縫時，會發(fā)生衍射現(xiàn)象，粒子運(yùn)動的方向?qū)l(fā)生變化

Px

不可能總是零！粒子的坐標(biāo)x

，動量Px

不可能同時有確定的值。第2頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一一級最小衍射角

電子經(jīng)過縫時的位置不確定.電子經(jīng)過縫后x方向動量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考慮衍射次級有第3頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一海森伯于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.

1）微觀粒子同一方向上的坐標(biāo)與動量不可同時準(zhǔn)確測量,它們的精度存在一個終極的不可逾越的限制.

2）不確定的根源是“波粒二象性”這是自然界的根本屬性.不確定關(guān)系物理意義第4頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一解子彈的動量

3）對宏觀粒子，因很小，所以可視為位置和動量能同時準(zhǔn)確測量.

例：一顆質(zhì)量為10g的子彈，具有的速率.若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),則該子彈位置的不確定量范圍為多大?動量的不確定范圍位置的不確定量范圍第5頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一

例：一電子具有的速率,動量的不確范圍為動量的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?解電子的動量動量的不確定范圍位置的不確定量范圍第6頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一關(guān)于h的幾句話：非常小令：h0那么：在任何情況下都可有x=0、Px=0波粒子無關(guān)波粒二象性就將從自然界中消失！第7頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一讓h大一點：子彈射出槍口的橫向速度：波粒二象性就將統(tǒng)治到宏觀世界中！不大不小正好！二、能量和時間的不確定關(guān)系：第8頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一（1）若一體系處于某狀態(tài)的時間不確定量為t

那么，這個狀態(tài)的能量也有不確定范圍E。（可解釋光譜線寬度）（2）原子在某激發(fā)狀態(tài)的時間越長，該態(tài)的能級寬度就越?。?）E小的能級比較穩(wěn)定，基態(tài)最穩(wěn)定。即：基態(tài)的能量是可以準(zhǔn)確被測定的。第9頁，共11頁，2023年，2月20日，星期一愛因斯坦的光子箱一個具有理想反射壁的箱子(如圖)，里面充滿輻射。箱子上有一快門，用箱內(nèi)的時鐘控制，快門啟閉的時間間隔?t可以任意短，每次只釋放一個光子，能量可以通過重量的變化來測量。只要測出光子釋放前后整個箱子重量的變化，就可以根據(jù)相對論質(zhì)能轉(zhuǎn)化公式計算出來。即?t和?E可同時精確測量。第10頁，共11頁，2023年，2月20日