概率波

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经典物理学中的粒子和波

在经典物理学中的观念中,粒子有一定的空间大小,有一定的质量,有的还具有电荷。由于他们遵从牛顿运动定律,如果已知它们的初始位置和初始速度,就可以准确的确定以后任意时刻的位置和速度,从而可以描述出确定的轨迹,同学们在以牛顿运动定律做题的过程中应该可以感受到。

经典物理在研究波的时候,认为波是在空间弥散开来的,特征是具有频率和波长,也就是具有周期性。

概率波

在光的双缝干涉实验中,从光源S发出的光通过双缝S1和S2后在屏上形成明暗条纹,按照经典物理波动理论,条纹的明暗表示到达屏上的光的强弱不同,按照光子模型,每个同频光子都带有相同的一份能量,所以条纹的明暗的分布也应该反映了到达屏上光子数目的多少分布,就是说,屏上光的强弱对于光子的数目,明条纹表示光子数多,暗条纹表示光子数少。

但现在的问题时,如果是一个光子通过狭缝后到底落在屏上的哪一个位置?对此,1926年德国物理学家波恩指出:虽然不能肯定某个光子落在哪一点,但由屏上各处明暗不同这一个事实可以推出,光子落在各位置的概率是不一样的,即光子落在明条纹初的概率大,落在暗条纹的概率小,这就是说,光子在空间出现的频率可以通过波动的规律确定,所以,从光子的概念来说,光波是一种概率波。

对于电子和其它微观粒子,由于同样具有波粒二象性,所以与它们相联系的德布罗意波也是概率波。也就是说,单个粒子的位置是不确定的,但在某点附近出现的概率是可以由波动规律确定。

高中物理知识点总结

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