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

10 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

54427. Моральная ответственность 49.5 KB
  Перечислите качества личности шутника предположите каким в будущем он будет: другом сослуживцем сыном отцом Присуща ли шутнику моральная ответственность за свои поступки Чтобы вы посоветовали всем участникам Чему учит эта ситуация Обсуждение. Правильно ли поступают мальчишки по отношению к Юли Какие качества личности присущи обидчикам На каком уровне развита моральная ответственность за свои поступки у мальчишек Чтобы вы посоветовали всем участникам Чему учит эта ситуация Обсуждение.
54428. Учимся дружить 124 KB
  Цели и задачи. Нужно расположить буквы в правильной последовательности Чтобы получилось слово буквам нужно подружиться. Важно уметь находить друг с другом общий язык дружить. Мы обсудим: легко ли найти друга какие качества нужно развивать в себе чтобы научиться дружить.
54429. Морально – екологічне виховання 640 KB
  Спостережливість - це та дорогоцінна властивість людини завдяки якій вона здатна орієнтуватись в навколишньому середовищі розуміти різноманітний світ природи контактувати з людьми. Радість зустрічі із живою істотою надовго залишиться в памяті дітей пробудить допитливість добрі почуття до природи. Уперед до гармонії сучасного суспільства і природи до такої взаємодії окремої особи і людства із середовищем за якої спілкування з природою стало б джерелом всебічного збагачення людини яка прагне не знищувати а вдосконалювати життєві...
54430. Моральні норми і правила співжиття у людському суспільстві 44 KB
  Нагадайте будь ласка що таке етикет Памятаєте я вам розповідала що у часи Людовіка ХІУ етикетками називали картки на яких писали основні правила поведінки та роздавали придворним. Скажіть про які обовязкові правила етикету нагадала дівчинці королева Які з правил етикету виконуються й зараз а які вже є застарілими Діти відповідають. З часом деякі норми змінюються ми вже не робимо реверанси але головні правила спілкування зостаються тими ж що в Аристотеля і Декарта вихованість ввічливість...
54431. РЕПРЕЗЕНТАЦІЯ ОБРАЗУ МОРЯ У ТВОРАХ УКРАЇНСЬКИХ ПИСЬМЕННИКІВ ЯК ЗАСІБ ЕКСПРЕСИВНОГО ВПЛИВУ, ФОРМУВАННЯ СВІДОМОСТІ СУЧАСНОГО СТУДЕНТА, ЙОГО ІНТЕЛЕКТУАЛЬНО-ЕСТЕТИЧНОГО СМАКУ І СВІТОСПРИЙНЯТТЯ 109.5 KB
  Це і мариністичні мотиви і образи в народній класичній і сучасній літературах; жанри морського роману й мариністичної лірики образи мореплавців першовідкривачів піратів та морських фантастичних істот у художніх творах. Не можна оминути й прислівїв та приказок повязаних з морем рибалками риболовлею. Море Нащо в море воду лити коли й так море повне. І море починалося з краплі.
54432. Бачу пейзаж неозорого моря 122.5 KB
  Діти посміхаються. Що за вивіска така Музей Діти читають. Паличка торкається до стрічки і вона опускається падає і діти заходять в картинну галерею. Портретдіти декламують вірші Якщо бачиш на картині В безкозирці моряка Чи принцесу в кринолині Чи сусідського Вітька Як зображено людину А не вазу чи букет Всім відомо цю картину Називаємо портрет.
54433. Комплексная система заданий по развитию творческих способностей учащихся по теме «Морфология» 145 KB
  Я уверена, что вы хорошо усвоили изученную тему. Но если хотите проверить свои знания, творческие способности, умение использовать их в нестандартных ситуациях, предлагаю вам выполнить задания разных видов и выразить своё отношение к ним.
54434. ВЕСІЛЛЯ МОРКОВИНКИ 74.5 KB
  Діти співають пісню Вже настала осінь Дід Панас: Дорогі гості Сьогодні в наш край завітала ОСІНЬ ЗОЛОТАВКА встелила килимами землю навкруги.Жовтий лист під ноги пада Осінь Осінь Золотисту стелить постіль Осінь Осінь 2. Сидить осінь на горбрчку вишиває лісові сорочку Наче золоті пташенята Злітають у дерев листки.
54435. Пояснювальна записка до інтегрованого уроку (англійська, німецька мови, інформатика) 115 KB
  Тема: Die Brücke vom Herzen zum Herzen The Bridge from Hert to Hert Міст від серця до серця Мета уроку: 1 практична: розвивати навички монологічного та діалогічного мовлення; стимулювати інтерес учнів до теми уроку активізуючи використання вивченого лексичного матеріалу з теми; повторити правила утворення ступенів порівняння прикметників тренувати їх вживання; розвивати навички читання пошуку потрібної інформації в тексті; повторити географічні назви країн та...