文档介绍：第十七章 波粒二象性
第5节 不确定性关系
人教版选修3-5
南昌一中物理组 卢彦
根据经典物理学,如果我们已知一物体的初始位置和初始速度,就可以准确地确定以后任意时刻的位置和速度.
但是在微观世界中,由于微观粒子具有波动性,其坐标和动量不能同时确定。我们不能用经典的方法来描述它的粒子性
德国著名的现代物理学家。1924年进入哥廷根大学深造，先后拜师于玻尔和波恩门下。
海森伯
一、光的单缝衍射
激光束
像屏
若光子是经典粒子，在屏上的落点应在缝的投影之内
由于衍射，落点会超出单缝投影的范围，其它粒子也一样，说明微观粒子的运动已经不遵守牛顿运动定律，不能同时用粒子的位置和动量来描述粒子的运动了
入射粒子
屏上各点的亮度实际上反映了粒子到达该点的概率
（1）在挡板左侧位置完全不确定
（2）在缝处位置不确定范围是缝宽a=Δx
（3）在缝后Ｘ方向有动量，也是不确定的,Δpx
若减小缝宽：位置的不确定范围减小，但中央亮纹变宽，所以Ｘ方向动量的不确定量变大
1927年海森伯提出：粒子在某方向上的坐标不确定量与该方向上的动量不确定量的乘积必不小于普朗克常数。
二、海森伯不确定关系
海森伯不确定关系告诉我们：微观粒子坐标和动量不能同时确定。粒子位置若是测得极为准确，我们将无法知道它将要朝什么方向运动；若是动量测得极为准确，我们就不可能确切地测准此时此刻粒子究竟处于什么位置。
不确定关系是物质的波粒二象性引起的。
对于微观粒子，我们不能用经典的来描述。
海森伯不确定关系对于宏观物体没有施加有效的限制。
不确定关系的物理意义和微观本质
1. 物理意义：
微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量。粒子位置的不确定量 x越小，动量的不确定量Px就越大，反之亦然。
2. 微观本质：
是微观粒子的波粒二象性及粒子空间分布遵从统计规律的必然结果。
但这里要注意，不确定关系，不是说微观粒子的坐标测不准；也不是说微观粒子的动量测不准；更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准；而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准。
量子力学
矩阵力学
波动力学
海森伯
薛定谔
可能有关的还有：生命的起源、物种的变异、光合作用的机制……如此等等。总之，生命的秘密和思维的奥妙不可能与量子力学的规律无关。这就难怪薛定谔后来转而对生命科学很感兴趣了。1946年他写出了著名的《生命是什么》一书，提出了一些很有创见的观点。遗憾的是，在他有生之年，那可怜的箱中之猫依然生死不明。
能量与时间的不确定关系：
原子在激发态的平均寿命 相应地所处能级的能量值一定有一不确定量。
称为激发态的能级宽度。