1、2021/6/161 4. 4. 概率波概率波 第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性2021/6/162一、經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波一、經(jīng)典的粒子和經(jīng)典的波兩種模型：兩種模型：粒子模型粒子模型 波動(dòng)模型波動(dòng)模型 聲音的干涉、衍射現(xiàn)象聲音的干涉、衍射現(xiàn)象 經(jīng)典粒子特征經(jīng)典粒子特征:大小大小、質(zhì)量質(zhì)量、電荷電荷.運(yùn)動(dòng)特征：任意時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)特征：任意時(shí)刻的確定確定位置位置和和速度速度以及時(shí)以及時(shí)空中的確定空中的確定軌道軌道經(jīng)典波的特征經(jīng)典波的特征：頻：頻率、波長(zhǎng)即具有時(shí)率、波長(zhǎng)即具有時(shí)空的周期性空的周期性自由落體、電子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)自由落體、電子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)2021/6/163 波和粒子是兩種不同的研究對(duì)

2、象波和粒子是兩種不同的研究對(duì)象, ,具有非常不具有非常不同的表現(xiàn)同的表現(xiàn), ,那么那么, ,為什么對(duì)于光子、電子和質(zhì)子等為什么對(duì)于光子、電子和質(zhì)子等粒子又能集它們于一身呢？粒子又能集它們于一身呢？二、概率波二、概率波 明紋處到達(dá)的光子數(shù)明紋處到達(dá)的光子數(shù)多，暗紋到達(dá)的光子數(shù)多，暗紋到達(dá)的光子數(shù)少少 這是否可以認(rèn)為，這是否可以認(rèn)為，是光子之間的相互作用是光子之間的相互作用使它表現(xiàn)出了波動(dòng)性，使它表現(xiàn)出了波動(dòng)性，而而不是光子本身就具有不是光子本身就具有波動(dòng)性呢波動(dòng)性呢？2021/6/164 一個(gè)光子通過(guò)狹縫后到底落在屏上的哪一一個(gè)光子通過(guò)狹縫后到底落在屏上的哪一點(diǎn)呢？點(diǎn)呢？ 1926 1926年德

3、國(guó)物理學(xué)家波年德國(guó)物理學(xué)家波恩指出：恩指出：光子落在明處的概光子落在明處的概率大，落在暗處的概率小。率大，落在暗處的概率小。 光子在空間出現(xiàn)的概率可光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過(guò)波動(dòng)的規(guī)律確定，所以通過(guò)波動(dòng)的規(guī)律確定，所以從光子的概念上看，以從光子的概念上看，光波光波是一種概率波是一種概率波.玻恩玻恩(1882-1970) 1954年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)2021/6/165三三.電子干涉條紋對(duì)概率波的驗(yàn)證電子干涉條紋對(duì)概率波的驗(yàn)證 與電子等微觀粒子相聯(lián)與電子等微觀粒子相聯(lián)系的系的物質(zhì)波也是概率波物質(zhì)波也是概率波單個(gè)粒子單個(gè)粒子 位置不確定位置不確定大量粒子大量粒子 確定的宏觀結(jié)果確定的

4、宏觀結(jié)果 ( (如干涉條紋如干涉條紋) )2021/6/166單 縫 衍 射 在光的衍射實(shí)驗(yàn)中，攝像記錄弱光入射的幾個(gè)不在光的衍射實(shí)驗(yàn)中，攝像記錄弱光入射的幾個(gè)不同曝光階段的衍射圖樣，并進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)，同曝光階段的衍射圖樣，并進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)，在衍射圖樣中較亮的地方，光子出現(xiàn)的概率較大。在衍射圖樣中較亮的地方，光子出現(xiàn)的概率較大。2021/6/1672021/6/168軌道軌道 位置位置 速度速度 頻率頻率 波長(zhǎng)波長(zhǎng) 無(wú)規(guī)則分布的曝光點(diǎn)無(wú)規(guī)則分布的曝光點(diǎn) 明顯的干涉條紋明顯的干涉條紋， 概率概率 概率概率 概率概率 2021/6/169概率概率 傳播速度傳播速度 2021/6/1610CD2021/6/1611BC 2021/