高中物理人教版选修3-5同步练习 《不确定性关系》(二).doc

不确定关系同步练习(二)在经典力学中，我们可以同时用确定的和确定的来描述宏观物体的运动对于微观粒子，以单缝衍射为例来进行研究，设有一束电子沿Oy轴射向AB屏上的狭缝，缝宽为a，我们不能准确地确定该电子通过狭缝时的．然而，该电子确实是通过了狭缝，因此，我们可以认为电子在Ox轴上的坐标的不确定范围为Δx＝a．在同一瞬时，由于的缘故，电子动量的有了改变，由图可以看到，如果只考虑一级衍射图样，则电子被限制在一级最小的衍射角范围内，有sinφ＝λ/a＝λ/Δx．因此，电子动量在Ox轴上的分量的不确定范围为Δpx＝＝，由德布罗意公式λ＝，上式可写为Δpx＝即ΔxΔpx＝h式中Δx是在Ox轴上电子位置的不确定范围，Δpx是在Ox轴上电子动量的不确定范围．如果把衍射图样的次级也考虑在内，一般说来应为，这个关系叫做，它不仅适用于电子，也适用于其他微观粒子，3．不确定关系表明：对于微观粒子不能同时用确定的位置和确定的动量来描述，不确定关系是德国理论物理学家于1927年提出的．4．对于低速运动的宏观粒子，用来描述它的运动规律是足够准确的，但对于微观粒子的运动规律，就不能用经典力学来描述它了．对任何物体都成立，但因为h是一个极小的量，其数量级是10－34，所以，对宏观尺度的物体，不确定范围小得可以忽略不计了．5．在德布罗意假设的基础上，薛定谔、海森伯等人又进一步建立了量子力学．量子力学能较好地反映的运动规律．6．经典力学中，物体位置、动量确定后，物体以后的运动位置就可确定。但微观粒子，具有显著的波动性，。4．一颗质量为10g的子弹，具有200m·s－1的速率，动量的不确定量为0.01%，我们确定该子弹的位置时，有多大的不确定量？5．一电子具有200m·s－1的速率，动量的不确定范围为0.01%，我们确定该电子的位置时，有多大的不确定范围？答案：坐标、动量坐标、衍射、方向、、psinφ、p、、ΔxΔpx≥、不确定关系海森伯4．经典力学、不确定原理5．微观粒子6．不能同时确定坐标和动量7．解析：子弹的动量为p＝mv＝0.01×200kg·m·s－1＝2kg·m·s－1动量的不确定量为Δp＝0.01%×p＝1.0×10－4×2kg·m·s－1＝2×10－4kg·m·s－1由不确定关系式，得子弹位置的不确定范围为Δx＝＝m＝2.64×10－31m这个不确定范围是微不足道的，可见，不确定关系对宏观物体来说实际是不起作用的．8．解析：电子的动量为p＝mv＝9.1×10－31×200kg·m·s－1＝1.8×10－28kg·m·s－1动量的不确定范围为Δp＝0.01%×p＝1.0×10－4×1.8×10－28kg·m·s－1＝1.8×10－32kg·m·s－1由不确定关系式，得电子位置的不确定范围为Δx＝＝m＝2.9×10－3m我们知道原子大小的数量级为10－10m，电子则更小，在这种情况下，电子位置的不确定范围比电子本身的大小要大几亿倍以上．