2022-2023学年高二物理竞赛课件:不确定关系(共12张PPT)

资源下载
  1. 二一教育资源

2022-2023学年高二物理竞赛课件:不确定关系(共12张PPT)

资源简介

(共12张PPT)
不确定关系
想要分辨就破坏相干,想保持相干就无法分辨
如果能看见就非此即彼,如果看不见就亦此亦彼
不确定关系
量子力学:位置和动量(某一方向)不能同时确定。二者的不确定度满足不确定关系
经典力学:任意时刻质点在轨道上有确定的位置和速度,表示为:
相干与否,是界定测度的极限,测不准原理!
海森伯(W. Heisenberg)1927年由量子力学给出更严格的结论,位置和动量的不确定关系:
海森堡获1932年诺贝尔物理学奖
更一般的结论:
1) 位置的不确定程度
电子在单缝处的位置
不确定量为
I
2)动量的不确定程度
U
x方向上的动量不确定度大于主条纹
或:
单缝衍射暗纹:
双缝干涉:
双缝间距d,屏距L
干涉条纹间距:

事实上,不仅仅是坐标和动量,一切相关(不对易)的物理量,都不能同时确定,受不确定关系限定。
特殊的对耦的物理量:
形象描述:倒空间和正空间,
数学关系:二者满足傅里叶变换
物理关系:对易子=普朗克常量
对耦的物理量:坐标和动量,时间和能量,角坐标和角动量,。。。
物理量 – 量子力学 -- 算符
经典物理量:对易,可同时测量
量子算符:不对易,不能可同时测量
最简单的力学量,动量和坐标,不对易
算符如何表示?微分,矩阵(不讲)
粒子可能发生的位移
能级自然宽度和寿命
两边微分
测不准极限范围内(精度不太高),
可认为位置、动量可同时确定。
2. 不确定关系对宏观物体不显现作用。如m=1g的物体,
不超过10-6m(这是可以做到的),
讨论
1. 不确定关系说明:微观粒子在某个方向上的坐标和 动量不能同时准确地确定,其中一个不确定量越小,另一个不确定量越大,若 为零, 则无穷大。
隔壁车库内的汽车突然闯入了客厅
这在微观世界里是可能发生的图象。该图包含着两个物理内容:
1. 由不确定关系,汽车在车库中永远不会静止。
2. 物体在有限势阱内(车库的壁)有一定透出的概率。
该图出自伽莫夫的《物理世界奇遇记》
事实上,因为h 是极小的量,不确定关系对宏观物体不显现作用
例 1 原子线度按 估算,原子中的电子的动能 按 估算,求原子中电子运动速度的不确定量。
电子速度的不确定度为
解 原子的线度就是原子中电子的位置不确定度,

m
按照经典力学计算,电子的速度为
有相同的数量级,即粒子的速度完全不确定。

由不确定关系

展开更多......

收起↑

资源预览