概率波 不确定性关系
[探新知·基础练]
1．经典粒子的特征
(1)经典物理学中，粒子有一定的空间大小，具有一定的质量，有的还具有电荷。
(2)经典粒子运动的基本特征：遵从牛顿运动定律，只要已知它们的受力情况及初位置、初速度，从理论上讲就可以准确、惟一地确定以后任一时刻的位置和速度，以及空间中确定的轨迹。
2．经典波的特征
经典的波在空间是弥散开来的，其特征是具有频率和波长，即具有时间、空间的周期性。
在经典物理中，波和粒子是两种完全不同的研究对象，具有非常不同的表现，是不相容的两个物理属性。
3．光波是一种概率波
光的波动性不是光子之间相互作用引起的，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规律确定，所以，光波是一种概率波。
4．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。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)
1．某一个光子不能确定它的位置，但大量光子能确定落在某处的概率大小。(√)
2．单个粒子的位置是不确定的，大量粒子的运动遵循统计规律。(√)
[释疑难·对点练]
1．正确理解光的波动性
光的干涉现象不是光子之间的相互作用使它表现出波动性的，在双缝干涉实验中，使光源S非常弱，以致前一个光子到达屏后才发射第二个光子。这样就排除了光子之间的相互作用的可能性。实验结果表明，尽管单个光子的落点不可预知，但长时间曝光之后仍然得到了干涉条纹分布。可见，光的波动性不是光子之间的相互作用引起的。
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的不同亮度，说明光子落在各处的可能性即概率是不相同的。光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小。
这就是说光子在空间出现的概率可以通过波动的规律来确定，因此说光是一种概率波。
3．物质波也是概率波
对于电子、实物粒子等其他微观粒子，同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波。
也就是说，单个粒子的位置是不确定的，具有偶然性；大量粒子的运动具有必然性，遵循统计规律。概率波将波动性和粒子性统一在一起。
[试身手]
1．(多选)有关经典物理中的粒子，下列说法正确的是( )
A．有一定的大小，但没有一定的质量
B．有一定的质量，但没有一定的大小
C．既有一定的大小，又有一定的质量
D．有的粒子还有一定量的电荷
解析：选CD 根据经典力学关于粒子的理论可知，C、D正确。
2．(多选)为了验证光的波粒二象性，在双缝干涉实验中将光屏换成照相底片，并设法减弱光的强度，下列说法正确的是( )
A．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间足够长，底片上将出现双缝干涉图样
B．使光子一个一个地通过双缝干涉实验装置的狭缝，如果时间很短，底片上将出现不太清晰的双缝干涉图样
C．大量光子的运动显示光的波动性
D．光只有波动性没有粒子性
解析：选AC 单个光子的运动具有不确定性，但其落点的概率分布还是遵循一定的统计规律的，根据统计规律可以显示出光的波动性的一面。选项A、C正确。
[探新知·基础练]
1．不确定性关系定义
在经典物理学中，一个质点的位置和动量是可以同时测定的，在量子力学中，要同时测出微观粒子的位置和动量是不太可能的，这种关系叫不确定性关系。
2．表达式
ΔxΔp≥。其中用Δx表示粒子位置的不确定量，用Δp表示在x方向上动量的不确定量，h是普朗克常量。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)
1．大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性。(×)
2．经典物理学中一个质点的位置和动量是可以同时测定的。(√)
3．微观物理学中微观粒子的位置和动量是可以同时测定的。(×)
