《不确定关系》
◆ 教材分析 通过单缝光的衍射实验，扩展到微观粒子的衍射实验上，加深对不确定性的理解。使学生可以更好的理解本节课得知识，提高学生的自我学习能力。
◆ 教学目标 一、知识目标
1.知道测不准关系上微观粒子运动规律. 2.了解位置和动量的测不准关系ΔxΔp≥h/4π. 3.了解能量和时间的测不准关系ΔEΔt≥h/4π. 4.知道不确定关系的具体含义． 二、能力目标
1.会借助光的衍射实验理解位置和动量的测不准关系ΔxΔp≥h/4π. 2.会借助能级的实验事实理解能量和时间的测不准关系ΔEΔt≥h/4π. 三、德育目标
1.通过讲述一些物理史的内容培养学生的学习兴趣和了解科学家为科学献身的精神，树立刻苦钻研，勤奋好学的决心.
2.了解科学理论都有其适用的范围.
3.了解自然科学发展的规律.
◆ 教学重难点 ◆ 重点:测不准关系
难点:联系实验事实了解测不准关系.
◆ 课前准备 ◆多媒体课件及相关教材 ◆ 教学过程
不 确 定 关 系 [先填空] 1．不确定关系
在经典物理学中，质点在任意时刻都有确定的位置和动量，沿着一定的轨道运动，在量子力学中，同时确定粒子的动量和位置时，两者的精确度有一个原则上的限制，其数学表达式称为不确定关系．
2．表达式
h
ΔxΔp≥.其中Δx表示粒子位置的不确定量，用Δp表示在x方向上动量的不确定量，h
4π是普朗克常量．表达式的意义是：粒子在某一方向位置的不确定量和在这方向上动量的不确h定量的乘积大于或等于.
4π
[再判断]
1．经典的粒子可以同时确定位置和动量．(√) 2．微观粒子可以同时确定位置和动量．(×)
3．对于微观粒子，不可能同时准确地知道其位置和动量．(√) [后思考]
对微观粒子的运动分析能不能用“轨迹”来描述？
【提示】 不能．微观粒子的运动遵循不确定关系，也就是说，要准确确定粒子的位置，动量(或速度)的不确定量就更大；反之，要准确确定粒子的动量(或速度)，位置的不确定量
就更大，也就是说不可能同时准确地知道粒子的位置和动量．因而不可能用“轨迹”来描述微观粒子的运动．
h
1．位置和动量的不确定性关系：ΔxΔp≥
4π
h
由ΔxΔp≥可以知道，在微观领域，要准确地确定粒子的位置，动量的不确定性就更4π大；反之，要准确地确定粒子的动量，那么位置的不确定性就更大．
2．微观粒子的运动没有特定的轨道 由不确定关系ΔxΔp≥
h
可知，微观粒子的位置和动量是不能同时被确定的，这也就决4π
定了不能用“轨迹”的观点来描述粒子的运动．
3．经典物理和微观物理的区别
(1)在经典物理学中，可以同时用位置和动量精确地描述质点的运动，如果知道质点的加速度，还可以预言质点在以后任意时刻的位置和动量，从而描绘它的运动轨迹．
(2)在微观物理学中，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量．因而也就不可能用“轨迹”来描述粒子的运动．但是，我们可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律．
h
4．对不确定性关系ΔxΔp≥有以下几种理解，其中正确的是( )
4πA．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．不确定性关系仅适用于电子和光子等微观粒子，不适用于其他宏观物体
h
【解析】 不确定性关系ΔxΔp≥表示确定位置、动量的精确度互相制约，此长彼消，
4π当粒子位置的不确定性变小时，粒子动量的不确定性变大；当粒子位置的不确定性变大时，粒子动量的不确定性变小，故不能同时准确确定粒子的动量和坐标．不确定性关系也适用于其他宏观物体，不过这些不确定量微乎其微．
【答案】 C
h－
5．已知＝5.3×1035 J·s，试求下列情况中速度测定的不确定量．
4π(1)一个球的质量m＝1.0 kg，测定其位置的不确定量为106 m；
－
(2)电子的质量me＝9.0×10
－31
kg，测定其位置的不确定量为10
－
－10
m(即在原子的数量级)．
【解析】 (1)m＝1.0 kg，Δx1＝106 m， hh由ΔxΔp≥，Δp＝mΔv知Δv1≥
4π4πΔx1m
高中物理教科版选修(3-5)4.5 教学设计 《不确定关系》(教科)
