从光的单缝衍射分析动量与坐标的不确定关系
2021-10-12张玉强
大学教育 2021年10期



[摘 要]如何理解不确定关系是量子力学教学中的难点之一,初学者对其存在一定困惑。文章从经典物理中易理解的光的单缝衍射条纹特点出发,进一步分析了量子力学中的不确定关系并展开讨论,助力学生对知识点的理解与掌握。
[关键词]光的单缝衍射;条纹特点;动量与坐标;不确定关系
[中图分类号] O 413.1 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2021)10-0112-03
量子力学作为近代物理两大支柱之一,其产生和发展都给经典物理学带来巨大的冲击与变革,几乎颠覆了以牛顿力学为代表的经典物理理论,也不断促使人们对物理的认识不断深入。可以说,现代物理学的分支及相关的边缘学科无一不是建立在量子力学基础之上的[1]。
一、从经典到量子的学习困惑
量子力学的研究对象主要是微观世界物质的运动,量子力学中许多概念与经典物理有着根本性的区别,相应的原理也自然不同, 如何“摆脱”经典物理思想去理解量子力学是学生面临的第一难题[2]。而且量子力学所包含的新概念、新思想与经典力学差别大。普遍认为量子力学提出的概念有悖于日常生活的物理直觉,初学者要抛弃原有经典物理的一些观点, 从不同角度重新理解自然界的本质[3]。量子力学中很多理论难以与从日常生活经验所得出的结论相对应,而且有些理念往往与现实生活所得到的结论相违背,要让学生在有限的时间内完成长期以来形成的经典物理理论向量子力学新理念的转变,无疑是很难做到的,加之在对其学习的过程中需要一定的数学功底,使得大部分学习此科目的学生感到困难和迷惑,甚至有的学生在学了一段时期量子力学后仍对所学知识持怀疑态度。……
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