2524

Соотношение неопределенностей для фотонов

Лабораторная работа

Физика

Цель работы: исследовать дифракцию света на узкой щели, объяснить дифракционную картину с волновой точки зрения и с помощью соотношения неопределенностей.

Русский

2013-01-06

186.65 KB

13 чел.

Белорусский Государственный Университет

Факультет Радиофизики и Электроники

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я   Р А Б О Т А   №  6

Соотношение неопределенностей для фотонов

Выполнила студентка

3 курса 8 группы

Максимова П.Д.

МИНСК 2009

Цель работы: исследовать дифракцию света на узкой щели; объяснить дифракционную картину с волновой точки зрения и с помощью соотношения неопределенностей.

ТЕОРИЯ  МЕТОДА

Соотношения называются соотношениями неопределенностей (приведенный анализ не следует рассматривать как строгий вывод, а лишь как некоторые физические соображения, приводящие к соотношению неопределенностей с точностью до порядка величин) для координаты и импульса и могут быть сформулированы следующим образом:

Импульс и координату частицы можно одновременно (в процессе одного измерения) определить лишь с погрешностями (неопределённостями) p и x такими, что их произведение оказывается величиной порядка h.

Пусть на щель шириной y падает поток частиц  и известно, что они движутся строго в направлении x , т.е. p = px,   py = 0. В этом случае неопределенность y – компоненты импульса ∆py = 0 и, согласно , неопределенность координаты y = ∞. Действительно, в области пространства до щели нет никакого прибора, регистрирующего координаты частиц, и их положение оказывается совершенно неопределённым.

Очевидно, что за щель проникнут только те частицы, которые движутся в пределах y, т.е. щель в данном случае является измерительным прибором, позволяющим определить координату частиц с конечной погрешностью (неопределенностью) y.

Однако, такая локализация частицы должна привести, согласно , к появлению конечной неопределенности соответствующей компоненты импульса, достигающей величины:

.   Из геометрических соображений следует, что.                                        

Сравнивая (9) и (10) с учетом (I. б), получим:  .

а)

б)

  ∆py = 0, ∆py ~ , Δy = ∞.

Таким образом, из соотношения неопределённостей следует, что сам факт наличия щели (измерительного прибора) приводит к отклонению траекторий частиц в пределах, которые интерпретируются волновой теорией как ширина первого дифракционного максимума.

Ход работы

м

0

0,03

0,05

0,07

0,09

0,11

0,13

0,15

0,17

0,19

0,21

0,23

0,25

Dм

57

31

20

15

11,5

5,5

3

2,2

1,6

1,3

1,1

0,9

0

10

20

30

40

50

60

0,03

0,05

0,07

0,09

0,11

0,13

0,15

0,17

0,19

0,21

0,23

0,25

Ряд1

Проведём вычисления:

;      l = 0,75 м          ;

1,14

1,03

0,93

0,9

0,84

0,47

0,3

0,25

0,20

0,18

0,17

0,15

 .

Вывод:  В области пространства до щели нет никакого прибора, регистрирующего координаты частиц, и их положение оказывается совершенно неопределённым. Очевидно, что за щель проникнут только те частицы, которые движутся в пределах y, т.е. щель в данном случае является измерительным прибором, позволяющим определить координату частиц с конечной погрешностью (неопределенностью) y. Сам факт наличия щели (измерительного прибора) приводит к отклонению траекторий частиц в пределах, которые интерпретируются волновой теорией как ширина первого дифракционного максимума.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79926. Ток-шоу «Твоє життя – твій вибір» 70 KB
  Ведуча Вітаю всіх присутніх і зацікавлених в проблемі що обговорюватиметься сьогодні. В зеленому секторі їхні опоненти які вважають що алкоголь тютюн і наркотики неприємлимі в будьякій кількості за будьяких обставин ведуча представляє учасників та проблеми над якими вони працювали.
79927. Тренинг личностного роста «Я – реальный» и «Я - идеальный» 56 KB
  Цель. Помочь участникам тренинга лучше узнать себя, осознать важность позитивного принятия своего «Я», свои сильные стороны, способствовать развитию чувства собственного достоинства, умений и навыков делать самоанализ, преодолевать психологические барьеры, мешающие полноценному самовыражению.
79928. Славу человеку создает труд 44 KB
  Дом не построить без топора. Стену не покрасить без кисти. Дорогу в заснеженной тайге не проложить без могучего бульдозера. И всё-таки не одно дело не обходиться без умелых и крепких рабочих рук. Игла лишь тогда заскользит по шитью, когда она в руках мастерицы.
79929. Комбіновані роботи. Конструювання найпростіших виробів, іграшок за допомогою засвоєних раніше технологій аплікації. Практична робота: виготовлення аплікації «Великодній кошик» 37.5 KB
  Мета. Розповісти про звичаї та обряди святкування Великодня, навчити виготовляти аплікацію з паперу на картоні, гармонійно підбирати кольори, розвивати уяву, фантазію, виховувати старанність, акуратність, любов і повагу до праці, до народних традицій.
79930. Робота з природним матеріалом. Аплікація із засушеного листя 34 KB
  Мета: навчити милуватися красою довкілля, вміти образно уявляти листочок; розвивати художній смак, мислення, пробуджувати пізнавальні інтереси, сприяти розширенню кругозору дітей; виховувати почуття відповідальності, любов до природи.
79931. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, СИСТЕМА И ВИДЫ ОБЯЗАТЕЛЬСТВ 85 KB
  Обязательства представляют собой типичные относительные правоотношения. Поскольку обязательства оформляют процесс товарообмена они относятся к группе имущественных отношений неимущественного характера которые не могут обретать форму обязательств. Например невозможно существование обязательства по защите чести и достоинства гражданина или выдаче патента. Участники обязательства именуются кредитором или верителем crego верю и должником.
79932. Договор поставки и контрактации, поставка для государственных нужд 88.5 KB
  Договор поставки и контрактации поставка для государственных нужд Действующим законодательством договор поставки отнесен к разновидностям куплипродажи и этот факт отдельные исследователи называют необоснованным поскольку единственное что объединяет поставку и куплюпродажу это их правовая цель т. Разберемся в сущности и особенностях договора поставки. В соответствии с действующим законодательством договор поставки гражданскоправовой договор по которому поставщик т. Ключевой особенностью договора поставки выступает тот факт...
79933. Торговые договоры 73.5 KB
  Торговые договоры. Договор поручения По договору поручения поверенный обязуется совершать от имени и за счет доверителя определенные юридические действия ст. Помимо юридических действий поверенный совершает и фактические действия но они носят сопутствующий не основной характер поэтому не изменяют квалификацию договора. Права и обязанности поверенного определяются договором а также доверенностью которую доверитель обязан выдать поверенному ст.