第二节,牛顿经典的决定论,质点的运动状态由位置和速度(或坐标和动量)确定,由粒子初始运动状态和受力,可确定以后任意时刻的坐标和动量,能否使用描写宏观粒子的方法(坐标、动量)去描述微观粒子？,！微观粒子波动性比较显著,一、不确定性原理,海森伯因创立用矩阵数学描述微观粒子运动规律的矩阵力学，获1932年诺贝尔物理奖,电子单缝衍射,二、电子衍射现象的不确定关系,三、三维动量位置的不确定关系，能量和时间的不确定关系,不确定关系可推广到三维运动情况:,不确定关系使微观粒子运动失去了“轨道”概念。不确定关系说明微观粒子的坐标和动量不能同时确定。,讨论 波粒二象性 =,不确定关系是微观世界里一个重要的规律，其中h很重要。因h很小，使不确定关系在宏观世界不能得到直接体现。,不确定关系不仅适用于电子、光子、中子、原子、分子等微观粒子，而且适用于宏观物体.,不确定关系是微观粒子的固有属性，与仪器精度和测量方法的缺陷无关。,三、能量和时间不确定关系,微观粒子的能量为：,对上式取微分：,同乘 有,能量和时间的不确定关系也是物质波动性的一种表现,即,称为能量和时间的不确定关系,若粒子在某状态停留的时间为t，粒子能量的不确定量为E，两者的关系表示为,利用能量和时间的不确定关系可以解释原子光谱的谱线宽度。,E能级宽度，能级寿命,原子的能级宽度与能级的寿命成反比.,原子处于激发态的平均寿命一般为 激发态能量有一定的范围。,当粒子具有确定的能量时，粒子在该状态停留的时间为无限长。,归纳,海森伯经过对测量理论深入研究指出测不准关系,能量和时间的不确定关系：,动量和位置的不确定关系：,四、海森伯标准不确定性关系,注意,约化普朗克常数,解:子弹的动量,例1 一颗质量为10 g 的子弹，具有 的速率.若其动量的不确定范围为动量的 (这在宏观范围是十分精确的 ),则该子弹位置的不确定量范围为多大?,动量的不确定范围,位置的不确定量范围,值太小,现有的仪器无法测量.,例2 一电子具有 的速率，动量的不确范围为动量的 0.01% (这也是足够精确的了)，则该电子的位置不确定范围有多大?,解:电子的动量,动量的不确定范围,位置的不确定量范围,比电子自身的线度大很多,电子不能做为经典粒子处理.,例3 氢原子的半径0.510-10m，求其中电子动能。,解： x 0.510-10m,在非相对论效应下,例,