第五篇量子现象和量子规律 第17章量子力学的基本原理 本章共3讲
? 本章共3讲 第五篇 量子现象和量子规律 第17章 量子力学的基本原理
817.2不确定关系(续) 位置与动量的不确定关系 二.时间和能量的不确定关系 粒子能量的不确定量与其寿命的不确定量互相制约。 △E·M≥hh h =1.05×10-34Js 2丌 解释原子谱线宽度: 基态E稳定M→∞,△E→0,E确定 E 激发态E不稳定 M≠0,△E≥,E不确定 △t 能级宽度:△E
一.位置与动量的不确定关系 §17.2 不确定关系(续) 二. 时间和能量的不确定关系 1 05 10 J s 2 34 = = − . h Et 粒子能量的不确定量与其寿命的不确定量互相制约。 解释原子谱线宽度： E E0 m I Im 2 基态E0稳定 t → ,E → 0,E0确定 激发态E不稳定 E不确定 t t 0, E , 能级宽度: E
E→E跃迁,辐射谱线宽度 4,.(E+)-E(E、4E △E )-E0 h 应用举例:/Y粒子的发现 19661974年,丁肇中与里特克实验小组,分别在美国布鲁克 海文国立实验室和斯坦福直线加速器中心,用不同方法独立发现 同一种静质量很大的新粒子判据:mE2,4t=?,用能量不确 定关系确定寿命:能量不确定度为0.063MeV 6.63×10-34 2mE2兀×63×10×1.6×10-19≈1.0×10-s 由此证明存在笫四种夸克(粲夸克c),为大 统一理论提供实验基础。丁肇中、里特克共同 获得1976年诺贝尔物理学奖
E → E0 跃迁，辐射谱线宽度 h E E E h E E E 0 0 ) 2 ) ( 2 ( − − − − + 应用举例： J / 粒子的发现 1966—1974年，丁肇中与里特克实验小组，分别在美国布鲁克 海文国立实验室和斯坦福直线加速器中心，用不同方法独立发现 同一种静质量很大的新粒子(判据：m=E/c2，△t =? ),用能量不确 定关系确定寿命：能量不确定度为0.063MeV。 E h t 2 4 19 34 2 6.3 10 1.6 10 6.63 10 − − = 1 0 10 s −20 . 由此证明存在第四种夸克（粲夸克c） ，为大 统一理论提供实验基础。丁肇中、里特克共同 获得1976年诺贝尔物理学奖
三练习已知:电子处于某能级M=10°s,E-En=339V 求:该能级能量的最小不确量△E 由该能级跃迁到基态,辐射光子及△元 解:1)△E·M≥h h1.055×10 △E≥ 10 1.055×10-(J =659×10(eV) hc 2)E-En=hv △a= c △E=713×10-(m) (E-E0)2 hc663×1034×3×10 E-E2 339×16×1049 367×10-(m)
练习 已知：电子处于某能级 10 s, 3.39e V, 0 8 = − = − t E E 求： 该能级能量的最小不确定 量E 由该能级跃迁到基态，辐射光子及 解：1） 1.055 10 (J) 10 1.055 10 26 8 34 − − − = = t E Et 6.59 10 (eV) −6 = 2） hc E − E0 = h = 3.67 10 (m) 3.39 1.6 10 6.63 10 3 10 7 1 9 3 4 8 0 − − − = = − = E E hc 7.13 10 (m) ( ) 15 2 0 − = − = E E E hc
不确定关系的物理实质 1说明用经典方式来描述微观客体是不可能完全准确 的,经典模型不适用于微观粒子。 借用经典手段来描述微观客体时,必须对经典概念的 相互关系和结合方式加以限制 不确定关系就是这种限制的定量关系 Ax·个px≥,△E·M≥h 注意:不确定(测不准)关系不是实验误差, 不是由于理论不完善或仪器不准确引起的。 它来自微观粒子的本性
三、不确定关系的物理实质 注意：不确定（测不准）关系不是实验误差， 不是由于理论不完善或仪器不准确引起的。 它来自微观粒子的本性。 1.说明用经典方式来描述微观客体是不可能完全准确 的，经典模型不适用于微观粒子。 借用经典手段来描述微观客体时，必须对经典概念的 相互关系和结合方式加以限制 不确定关系就是这种限制的定量关系 x px , Et