题目
设粒子运动的波函数图线分别如图(1)、(2)、(3)、(4)所示,那么其中确定粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图?(1)_ x-|||-(2)- __ x-|||-(3) __ x-|||-(4)- x-|||-__
设粒子运动的波函数图线分别如图(1)、(2)、(3)、(4)所示,那么其中确定粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图?
题目解答
答案
1
解析
考查要点:本题主要考查波函数与动量确定性的关系,涉及单色波与动量确定性、波包与动量不确定性的核心概念。
解题思路:
- 动量的确定性与波函数的单色性直接相关。单色波(单一频率/波数)对应确定的动量,而波包(多频率叠加)对应动量的不确定性。
- 波函数的形状是关键:单色波在空间上无限延伸,动量完全确定;波包在空间上局部化,动量不确定。
- 题目中需识别哪幅图表示单色波,即波动均匀、无包络线、无衰减的正弦波。
波函数与动量的关系
- 单色波:波函数为单一波数$k$的正弦波,动量$p = \hbar k$完全确定。
- 波包:由多个波数叠加形成,动量具有不确定度$\Delta p$,且$\Delta p$越大,波包的空间局域性越强。
图形分析
- 图(1):描述为
_ x,对应标准正弦波,无包络线,是单色波。 - 图(2):描述为
- __ x,可能为带有包络线的波动,属于波包,动量不确定。 - 图(3):描述为
__ x,可能为脉冲波,由多波数叠加,动量不确定。 - 图(4):描述为
-$ x __,可能为复杂波包,动量确定性最差。
结论:只有图(1)的波函数是单色波,动量确定性最高。