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

33594. Социологические исследования социально-экономических и политических процессов 42 KB
  Программа исследования: методологический и процедурный разделы. Социологические исследования обеспечивают сбор информации об изучаемом объекте раскрывают его характерные черты и тенденции развития формулируются выводы и рекомендации которые помогают руководителю в его должности. Теоретикоприкладные исследования цель которых содействие решению социальных проблем путем разработки новых подходов к их изучению интерпретации и объяснению более глубокому и всестороннему чем ранее.
33595. Методы прогнозирования и их роль в социальном управлении 69.5 KB
  Сущность этого метода состоит в актуализации творческого потенциала специалистов при мозговой атаке проблемной ситуации реализующей вначале генерацию идей и последующее деструирование разрушение критику этих идей с формулированием контридей. Третий этап генерация идей. Предсказывая описание метода ведущий концентрирует внимание участников на правилах проведения мозговой атаки: 1 высказывания участников должны быть четкими и сжатыми; 2 скептические замечания и критика предыдущих выступлений не допускаются; 3 каждый из участников...
33596. Социальное проектирование и его роль в управленческой деятельности 70.5 KB
  Социальное проектирование и его роль в управленческой деятельности Сущность социального проектирования. Цели и задачи социального проектирования. Объект субъект и предмет социального проектирования. Принципы социального проектирования.
33597. Инновационные и инвестиционные проекты как основные виды проектной деятельности 92 KB
  Успех инновационного проекта в значительной степени зависит от того насколько удачно формулируется обосновывается и рекламируется в обществе его главная инновационная идея доходчиво объясняющая качество достижения поставленных целей и результатов в количественном и качественном измерении. При разработке непосредственно инвестиционного проекта который опирается на решение задач по обеспечению установленных инвестором конечных целей необходимо согласование в виде бизнесплана по ресурсам времени и исполнителем. В этом случае в роли...
33598. Сущность управленческого консультирования 41 KB
  Управленческое консультирование – вид интеллектуальной профессиональной деятельности в процессе которой квалифицированный консультант предоставляет объективные и независимые советы рекомендации консультации в решении экономических и управленческих задач которые способствуют успешному управлению организацией. Консультант выступает в роли эксперта советника разработчика и передает клиенту рекомендации по конкретным изменениям. консультант выступает в роли идеолога тренера инноватора. Проблемноориентированное: стремится ответить на...
33599. Процесс консультирования 73.5 KB
  Диагностика организации. Услугами консультантов пользуются органы государственной власти и местного самоуправления коммерческие и некоммерческие организации. Зарождение управленческого консультирования было вызвано двумя основными причинами: постоянным поиском предпринимателями и руководителями новых средств повышения эффективности и результативности организации; желанием специалистовуправленцев найти коммерческое приложение своим способностям. Консультирование заключается в приспособлении разработанной консультантами эффективной...
33600. Методы и модели принятия управленческого решения 44 KB
  Физическая модель выглядит как моделируемая целостность и должна обладать аналогичными характеристиками копируемого объекта. Отличительная характеристика физической модели состоит в том что в некотором смысле она выглядит как моделируемая целостность. Математическая модель принятия управленческих решений В математической модели называемой также символической используются символы для описания свойств или характеристик объекта или события.
33601. Территория и границы Российской Федерации как фактор развития российского государства 88.5 KB
  Центральный федеральный округ Белгородская область Брянская область Владимирская область Воронежская область Ивановская область Калужская область Костромская область Курская область Липецкая область Московская область Орловская область Рязанская область Смоленская область Тамбовская область Тверская область Тульская область Ярославская область Город федерального значения Москва Южный федеральный округ Северозападный федеральный округ Дальневосточный федеральный округ Сибирский федеральный округ Уральский федеральный округ...
33602. Влияние природных условий и природных ресурсов на территориальную организацию общества 50.5 KB
  Зависимость размещения отраслей производства народного хозяйства от природных особенностей территории. Классификация природных ресурсов и распределение их по территории страны. Под природными условиями понимается совокупность важнейших естественных характеристик территории отражающих основные особенности компонентов природной среды или местных природных феноменов. Климатические особенности территории проявляются прежде всего в соотношении тепла и влаги.