关于微观粒子的不确定关系,下列说法中正确的是( )。A. 不确定关系反映了微观粒子的波粒二象性B. 不确定关系反映了测量仪器的缺陷C. 不确定关系反映了对微观粒子的测量方法不完善,需要改进D. 不确定关系反映了微观粒子的能量守恒、动量不守恒
A. 不确定关系反映了微观粒子的波粒二象性
B. 不确定关系反映了测量仪器的缺陷
C. 不确定关系反映了对微观粒子的测量方法不完善,需要改进
D. 不确定关系反映了微观粒子的能量守恒、动量不守恒
题目解答
答案
解析
本题考查微观粒子不确定关系的本质,解题思路是明确不确定关系的概念和内涵,然后逐一分析每个选项与不确定关系本质的契合度。
对选项A的分析
微观粒子具有波粒二象性,这意味着粒子既表现出粒子的特性,又具有波的特性。不确定关系是微观粒子波粒二象性的必然结果。以电子为例,电子在空间中的位置和动量不能同时被精确确定。从波的角度看,电子可以用波函数来描述,波函数的空间分布反映了电子在空间出现的概率。如果要精确确定电子的位置,就相当于把电子的波包压缩到一个很小的空间区域,根据波的叠加原理,这样的波包是由许多不同波长(对应不同动量)的波叠加而成的,所以电子的动量就变得不确定;反之,如果要精确确定电子的动量,就需要一个单一波长的波,而单一波长的波在空间上是无限延伸的,电子的位置就变得不确定。所以不确定关系反映了微观粒子的波粒二象性,选项A正确。
对选项B的分析
不确定关系并不是由于测量仪器的缺陷导致的。即使测量仪器的精度无限提高,也无法同时精确测量微观粒子的位置和动量。这是微观粒子本身的固有属性,与测量仪器的性能无关。例如,在理想的实验条件下,无论使用多么先进的测量设备,都不能同时得到微观粒子位置和动量的精确值,所以选项B错误。
对选项C的分析
不确定关系不是因为对微观粒子的测量方法不完善。它是微观世界的基本规律,是由微观粒子的波粒二象性决定的,而不是测量方法可以改进就能解决的问题。无论采用何种测量方法,都无法突破不确定关系的限制,所以选项C错误。
对选项D的分析
不确定关系与微观粒子的能量守恒和动量守恒没有直接关系。能量守恒和动量守恒是自然界的基本守恒定律,在微观世界中同样成立。不确定关系只是描述了微观粒子位置和动量不能同时精确确定的关系,并不影响能量和动量的守恒,所以选项D错误。