1．不确定性关系(uncertainty relatoin)

经典力学：运动物体有完全确定的位置、动量、能量等。

微观粒子：位置、动量等具有不确定量(概率)。

(1)电子衍射中的不确定度

展示演示文稿资料：

如图所示，一束电子以速度 v 沿 oy 轴射向狭缝。

电子在中央主极大区域出现的几率最大。

讲述：在经典力学中，粒子(质点)的运动状态用位置坐标和动量来描述，而且这两个量都可以同时准确地予以测定。然而，对于具有二象性的微观粒子来说，是否也能用确定的坐标和确定的动量来描述呢？

下面我们以电子通过单缝衍射为例来进行讨论。

设有一束电子沿oy轴射向屏AB上缝宽为a的狭缝，于是，在照相底片CD上，可以观察到如下图所示的衍射图样。如果我们仍用坐标x和动量p来描述这一电子的运动状态，那么，我们不禁要问：一个电子通过狭缝的瞬时，它是从缝上哪一点通过的呢?也就是说，电子通过狭缝的瞬时，其坐标x为多少?显然，这一问题，我们无法准确地回答，因为此时该电子究竟在缝上哪一点通过是无法确定的，即我们不能准确地确定该电子通过狭缝时的坐标。

研究表明：

对于第一衍射极小，

式中为电子的德布罗意波长。

电子的位置和动量分别用x和p来表示。

电子通过狭缝的瞬间，其位置在 x 方向上的不确定量为

同一时刻，由于衍射效应，粒子的速度方向有了改变，缝越小，动量的分量 p_x变化越大。

分析计算可得：

式中h为普朗克常量。这就是著名的不确定性关系，简称不确定关系。

上式表明：

①许多相同粒子在相同条件下实验，粒子在同一时刻并不处在同一位置。

②用单个粒子重复，粒子也不在同一位置出现。

例题解析：

例1．一颗质量为10g 的子弹，具有200m·s^-1的速率，

若其动量的不确定范围为动量的0. 01%(这在宏观范围是十分精确的了)，则该子弹位置的不确定量范围为多大?

解：子弹的动量

动量的不确定范围

由不确定关系式，得子弹位置的不确定范围

我们知道，原子核的数量级为10^-15m，所以，子弹位置的不确定范围是微不足道的。可见子弹的动量和位置都能精确地确定，不确定关系对宏观物体来说没有实际意义。　　

例2．一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定

范围为动量的0.01%(这已经足够精确了)，则该电子的位置不确定范围有多大?

解　: 电子的动量为

动量的不确定范围

由不确定关系式，得电子位置的不确定范围

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原子的大小还要大几亿倍，可见企图精确地确定电子的位置和动量已是没有实际意义。　　

提问：对光的本性的认识？

学生思考、回答：光具有波动性和粒子性，是一种概率波。

设疑：既然光是粒子，那么它的运动还遵守牛顿运动定律吗？还能用质点的位置和动量来描述它的运动吗？

点评：引发学生的好奇心，激发学习的兴趣。

教师：回答是否定的。光子的运动具有不确定性。这节课我们就来学习有关知识。

2、难点：对不确定关系的定量应用

[授课内容]

能领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

[重点难点]

1、重点：不确定关系的概念

经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

2．了解物理模型与物理现象

1．了解不确定关系的概念和相关计算．

32.读我国某类自然灾害频度(次数)图，回答下列问题。(20分)

　 (1)此图反映的自然灾害是___________。

A.干旱灾害　　　 B.台风灾害　　　　　 C.地质灾害　　　　　 D.寒潮灾害

(2)在我国北方地区，此种灾害最严重的地区是___________。造成此地区灾害严重的原因主要是什么?

(3)针对第(2)题中灾害最严重地区，提出合理化的减灾对策。

31．随着西部大开发，经济发展的同时，生态环境也出现不同程度的问题，根据下图回答：(20分)

(l)城市A所在省的简称为　　　　　　　 ，该省所面临的主要生态环境问题有　　　　　　　　 。

　 (2) B湖是　　　　　　　　 ，试分析近年来该湖面积不断缩小的原因。

　 (3)在松潘以北地区有我国一块著名的沼泽地，试分析该地区形成沼泽的自然原因。

30、2005年11月我国松花江流域发生严重水污染后，我国迅速向俄罗斯政府作出了污染报告，这说明了

A．环境问题的全球性　　　　 B．环境问题的综合性

C．环境问题的积累性　　　　 D．环境问题的社会性