人教版 选修3-5 第十七章 概率波和不确定关系练案

第十七章 波粒二象性
概率波和不确定关系
·练 案·
当堂训练 A组（反馈练）
1．在光通过单缝的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．使光子一个一个地通过单缝，如果曝光时间足够长，底片上将会显示衍射图样
B．使光子一个一个地通过单缝，即使曝光时间足够长，底片上也不会显示衍射图样
C．每个光子通过狭缝时都有确定的运动路线，只是运动路线像水波一样起伏
D．单个光子通过单缝到达屏上落点不可预知，但大量光子通过单缝到达屏上落点呈现出一定的规律性
2．下列说法正确的是（ ）
A．光波是一种概率波
B．光波是一种电磁波
C．单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的能量改变
D．单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的波长不变
3．下列说法正确的是（ ）
A．要检测足球的波动性几乎不可能
B．无线电波通常情况下只能表现出波动性
C．电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性
D．只有可见光才有波粒二象性
B组（拓展练）
1．关于不确定性关系有以下几种理解，其中正确的是（ ）
A．微观粒子的动量不可能确定
B．微观粒子的坐标不可能确定
C．微观粒子的动量和坐标不可能同时确定
D．不确定性关系不仅适用于电子和光子等微观粒子，也适用于其他宏观粒子
2．一质量为的尘埃，在空中下落的速度从1 m/s增加到3 m/s，它的德布罗意波长从多少变化到多少？分析是否可通过衍射观察到其波动性？
3．一电子具有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？
4．20世纪20年代，剑桥大学学生G·泰勒做了一个实验，在一个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底片，整个装置如图所示。小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱，经过三个月的曝光，在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹，泰勒对这张照片的平均黑度进行测量，得出每秒到达底片的能量是。
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（1）假定起作用的光波波长约为500nm，计算从一个光子到来和下一光子到来所相隔的平均时间，及光束中两邻近光子之间的平均距离。
（2）如果当时实验用的箱子长为1.2 m，根据（1）的计算结果，能否找到支持光是概率波的证据？
参 考 答 案
当堂检测 A组（反馈练）
1．AD， 2．AB， 3．ABC
B组（拓展练）
1．CD， 2．，不能， 3．
4．（1），
（2）由（1）的计算结果可知，两相邻光子的间距有，而箱子长只有1.2m，所以箱子里不可能有两个光子同时在运动，这就排除了光的衍射行为是光子相互作用的可能性，因此衍射图样的出现是许多光子各自独立行为积累的结果。