PAGEPAGE1課時4概率波不確定性關(guān)系一、選擇題1．(多選)用極微弱的可見光做雙縫干涉試驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如下圖a、b、c所示的圖樣，則()A．圖象a表明光具有粒子性B．圖象c表明光具有波動性C．用紫外光視察不到類似的圖樣D．試驗表明光是一種概率波答案ABD解析大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性，個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性。用極微弱的光照耀，時間較短時，在屏上只能視察到一些分布毫無規(guī)律的光點，表明光具有粒子性，時間較長時，在屏上出現(xiàn)了干涉條紋，表明光具有波動性，A、B、D均正確。可見光和紫外線都是電磁波，都具有波粒二象性，C錯誤。2．(多選)依據(jù)不確定性關(guān)系Δx·Δp≥eq\f(h,4π)，推斷下列說法正確的是()A．實行方法提高測量Δx精度時，Δp的精度下降B．實行方法提高測量Δx精度時，Δp的精度上升C．Δx與Δp測量精度與測量儀器及測量方法是否完備有關(guān)D．Δx與Δp測量精度與測量儀器及測量方法是否完備無關(guān)答案AD解析不確定性關(guān)系表明，無論采納什么方法試圖確定位置和相應動量中的一個，必定引起另一個較大的不確定性，這樣的結(jié)果與測量儀器及測量方法是否完備無關(guān)，無論怎樣改善測量儀器和測量方法，都不行能逾越不確定性關(guān)系所給出的限度。故A、D正確。3．(多選)關(guān)于物質(zhì)波，下列說法中正確的是()A．實物粒子與光子一樣都具有波粒二象性，所以實物粒子與光子是相同本質(zhì)的物質(zhì)B．物質(zhì)波和光波都是概率波C．粒子的動量越大，其波動性越易視察D．粒子的動量越小，其波動性越易視察答案BD解析實物粒子雖然與光子具有某些相同的現(xiàn)象，但實物粒子是實物，而光則是傳播著的電磁波，其本質(zhì)不同；物質(zhì)波和光波都是概率波；又由λ＝eq\f(h,p)可知，p越小，λ越大，波動性越明顯，B、D正確。4．(多選)電子的運動受波動性的支配，對于氫原子的核外電子，下列說法正確的是()A．氫原子的核外電子可以用確定的坐標描述它在原子中的位置B．電子繞核運動時，可以運用牛頓運動定律確定它的軌道C．電子繞核運動的“軌道”其實是沒有意義的D．電子軌道只不過是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置答案CD解析微觀粒子的波動性是一種概率波，對于微觀粒子的運動，牛頓運動定律已經(jīng)不適用了，所以氫原子的核外電子不能用確定的坐標描述它在原子中的位置，電子的“軌道”其實是沒有意義的，電子軌道只不過是電子出現(xiàn)的概率比較大的位置，綜上所述，C、D正確。5．(多選)下列說法正確的是()A．光的頻率越低，其粒子性越顯著B．光波不同于宏觀概念中的那種連續(xù)的波，它是表明大量光子運動規(guī)律的一種概率波C．物質(zhì)波理論告知我們，任何運動的微觀粒子都具有波粒二象性D．在光的單縫衍射試驗中，狹縫變窄，光子動量的不確定量變大答案BCD解析光的頻率越高，粒子性越顯著，A錯誤。光波不同于宏觀概念中的波，它是一種概率波，B正確。任何運動的微觀粒子都對應肯定的波長，都具有波粒二象性，C正確。在光的單縫衍射試驗中，狹縫變窄，位置不確定量變小。由Δx·Δp≥eq\f(h,4π)，則光子動量的不確定量變大，D正確。6．(多選)下列關(guān)于微觀粒子波粒二象性的相識，正確的是()A．因?qū)嵨锪Ｗ泳哂胁▌有裕势滠壽E是波浪線B．由概率波的學問可知，因微觀粒子落在哪個位置不能確定，所以粒子沒有確定的軌跡C．由概率波的學問可知，因微觀粒子落在哪個位置不能確定，再由不確定性關(guān)系知粒子動量將完全確定D．大量光子表現(xiàn)出波動性，此時間子仍具有粒子性答案BD解析實物粒子具有的波動性指實物粒子是概率波，沒有確定軌跡，與經(jīng)典的波不同，A錯誤；微觀粒子落點位置不能確定，與經(jīng)典粒子有確定軌跡不同，B正確；單縫衍射中，微觀粒子通過狹縫，其位置的不確定量等于縫寬，其動量也有肯定的不確定量，C錯誤；波動性和粒子性是微觀粒子的固有特性，無論何時二者都同時存在，D正確。7．如圖所示是一個粒子源，產(chǎn)生某種低速微觀粒子，在其正前方安裝只有兩條狹縫的擋板，粒子穿過狹縫打在前方的熒光屏上使熒光屏發(fā)光。那么在熒光屏上將看到()A．只有兩條亮紋B．有多條明暗相間的條紋C．沒有亮紋D．只有一條亮紋答案B解析由于粒子源產(chǎn)生的粒子是微觀粒子，它的運動受波動性支配，對大量粒子運動到達屏上的某點的概率，可以用波的特征進行描述，即產(chǎn)生雙縫干涉，在屏上將看到干涉條紋，所以B正確。8．經(jīng)150V電壓加速的電子束，沿同一方向射出，穿過鋁箔后射到其后的屏上，則()A．全部電子的運動軌跡均相同B．全部電子到達屏上的位置坐標均相同C．電子到達屏上的位置坐標可用牛頓運動定律確定D．電子到達屏上的位置受波動規(guī)律支配，無法用確定的坐標來描述它的位置答案D解析電子被加速后其德布羅意波波長λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,\r(2meU))≈1×10－10m，穿過鋁箔時發(fā)生衍射，電子的運動不再遵守牛頓運動定律，不行能同時精確地知道電子的位置和動量，不行能用“軌跡”來描述電子的運動，只能通過概率波來描述，所以A、B、C錯誤，D正確。9．(多選)從衍射的規(guī)律可以知道，狹縫越窄，屏上中心亮條紋就越寬，由不確定性關(guān)系式Δx·Δp≥eq\f(h,4π)推斷，則下列說法正確的是()A．入射的粒子有確定的動量，射到屏上粒子就有精確的位置B．狹縫的寬度變小了，因此粒子的不確定性也變小了C．更窄的狹縫可以更精確地測得粒子的位置，但粒子動量的不確定性卻更大了D．微觀粒子的動量和位置不行能同時確定答案CD解析不確定性原理表明，粒子的位置與動量不行同時被確定，故A錯誤，D正確；位置的不確定性與動量的不確定性遵守不等式Δx·Δp≥eq\f(h,4π)，Δx與Δp測量精度與測量儀器及測量方法是否完備無關(guān)，故B錯誤；更窄的狹縫可以更精確地測得粒子的位置，但粒子動量的不確定性卻更大了，故C正確。二、非選擇題10．質(zhì)量為10g,速度為300m/s在空中飛行的子彈，其德布羅意波波長是多少？為什么我們無法視察出其波動性？假如能夠用特別的方法視察子彈的波動性，我們是否能夠看到子彈上下或左右抖動著前進，在空中描繪出正弦曲線或其他周期性曲線？為什么？答案見解析解析由波長公式可得λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(6.63×10－34,10×10－3×3×102)m＝2.21×10－34m。因子彈的德布羅意波長太短，無法視察到其波動性。不會看到這種現(xiàn)象，因德布羅意波是一種概率波，粒子在空間出現(xiàn)的概率遵從波動規(guī)律，而非宏觀的機械波，更不是粒子做曲線運動。11．電子和質(zhì)子相比，供應相同的電壓加速，哪種粒子的波長會更短些？答案質(zhì)子解析兩種粒子被加速后的動能相同，設為Ek，動量與能量的關(guān)系是p2＝2mEk，由于質(zhì)子的質(zhì)量大于電子的質(zhì)量，所以有：pH>pe，依據(jù)德布羅意波波長公式λ＝eq\f(h,p)可知，動量大的質(zhì)子波長短。12．試求原子中電子速度的不確定量，取原子的線度約10－10m。答案Δv≥5.8×105m/s解析原子中電子的位置不確定量Δx＝10－10m，由不確定關(guān)系得Δv≥eq\f(h,4πmΔx)＝eq\f(6.63×10－34,4×3.14×0.91×10－30×10－10)m/s≈5.8×105m/s。13．在單縫衍射試驗中，若單縫寬度是1.