我们可以根据初等数学和普通物理知识，准确测定某一时刻 火车运动的位置和动量，但是科学家们却不能同时确定一个运动 电子的准确位置和动量，这是为什么呢？
　　原来，电子是微观粒子，质量很小而速度很高，其运动规律 和特点与火车等宏观大块物体不同。要测定火车的位置和动量， 可以让光线照在火车上再反射到观测者或仪器中，光线照射对火 车运动几乎没有丝毫干扰和影响。但是，测定电子的位置和动量 就不同了。由于电子质量很小，只要被一个光子打中（把光子再 反射出来），就会改变其位置和动量，测定过程干扰了被测对象， 测量的结果是不准确的。1234年，德国物理学家海森堡提出了 不确定原理，也叫测不准原理，很好地解释了微观粒子位置和动 量或时间和能量不能同时准确测定的现象。他指出，对于比原子 还小的微观粒子，要想准确测定其位置，就无法准确测定其动 量；反之，要想准确测定其动量，就不能准确测定其位置，总 之，不可能同时准确测定微观粒子的位置和动量或能量和时间。 用一个关系式表示：
　　15·16273 ／
　　即位置不确定量1 与动量不确定量1 之积大于等于普朗
　　5 6 克常数的一半73。这个关系式称为不确定关系，也叫测不准关
　　 ／ 系。公式表明，对微观粒子的测量是有一定限度的，普朗克常数 7（基本作用量子）是测量准确程度的尺度，最理想的测量只能 是1 ·1
　　5 6773，而不会出现15·16373的结果。
　　／　　 ／
　　不确定原理是微观粒子运动规律的反映，不确定关系是微观 粒子特有的属性决定的。英国物理学家狄拉克指出，我们必须假 定，对我们观察力的精确程度和对伴随发生的干扰的微小程度有 一个限度，这个限度是事物本质中所固有的，观察者方面的改进 技术或提高技巧，都不能超越这个限度。
　　实际上，日常生活中也有同样的现象。要测轮胎的气压，就 必须把轮胎里的气体放出一点到气压表中，这样，我们在测量过 程中便改变了轮胎的气压，测得结果并不是原来的气压；将温度 计放进水盒中测水的温度，由于温度计吸收的热量而改变了水的 原来温度；电流计测电路中的电流时，也要消耗电路中的一点电 流使电流计指针移动，如此等等。任何测量都或多或少对被测对 象造成干扰，测不准确原理是普遍适用的，只是在宏观现象中这 种干扰很小，完全可以忽略不计；而在研究电子、光子等微观粒 子时这种干扰相对来说大到不能忽略罢了。例如，质量为12克 的子弹和质量为345652773克的自由电子，都以822米／秒的同 样速度运动，动量不确定量均为2425+，同时测定其位置和动 量，则用不确定关系计算得二者的位置不确定量1 分别是步枪 更多：https://www.bmcx.com/
　　 , 子弹为8652778米；自由电子为765278米。电子的大小在86 52758米，其位置不确定量765278米是它的5252倍，不能忽略； 而步枪子弹大小在865277米，其位置不确定量8652778米是它 的5275分之一，完全可以忽略不计。 为什么说“基本-粒子”并不“基本”
　　在历史上，人们曾认为原子是不可分割的最小单元。本世纪 初弄清了原子结构的秘密，知道了原子是由原子核和绕核旋转的 电子构成的。原子已经很小很小了，它的直径只有一亿分之几厘 米，原子核更小，直径只有十万亿分之一厘米。如果把原子核比 作一粒直径1毫米的小米，那么原子就是一个直径12米的大球。
　　原子核是由两种叫做“核子”的基本材料构成的。一种核子 带有正电荷，它与电子的电荷在数量上相等，这种核子叫做质 子；一种核子不带电荷，是电中性的，所以叫做中子。质子和中 子的质量大致相等，分别是电子质量的134561倍和134365倍。 原子核中的质子数和核外的电子数完全相等，质子数决定了元素 的原子序数及化学性质，而质子数和中子数的总和决定了原子的 质量数。
　　自从发现了原子结构以后，人们又认为质子、中子、电子、 光子是构成物质的最小单元。质子和中子构成各种原子核，原子 核与电子组成了世界上一切原子和分子；光子是电滋波的最小单 元。于是就把这四种粒子称为“基本粒子”。但是随着时间的推 移，科学家们在研究中又发现了一些新的粒子，由于它们的质量 介于质子、中子这些重子和电子、正电子等轻子之间，所以就管 它们叫“介子”，“基本粒子”原有的天地被打破了。然而事情并 没有到此结束，从1773年起，又有一些新粒子加入了“基本粒 子”行列，人们发现了一批质量超过质子和中子的“超子”。再 后来又发现了很多共振态粒子，到现在光是这种共振态粒子就发 现了822多种。总的计算起来，现在人们已经发现了几代“基本 粒子”，共有422多种。这些“基本粒子”，论质量有的竟是电子 的5222倍，而有的轻得没有静止质量；论寿命，有的可以“永 久生存”，而有的还不到亿亿分之一秒。
　　自然界是没有穷尽的，人类的认识也是没有止境的。迄今为 止，我们认识的那些“基本粒子”仍不能说是最基本的，它们都 会有自己更精细的内部结构，只是这些细节我们目前尚未掌握而 已。物质结构是没有尽极的，可以肯定将来还会发现其它的新粒 子。
　　1射线衍射为什么能测定晶体结构 2324年，德国物理学家劳厄发现，1射线通过晶体时，产 生强度随方向而变化的散射效应，其强度变化是由于次生电磁波 互相叠加和干涉造成的，这就是晶体1射线衍射。如果能找到 一种波长适当的电磁波，让它通过晶体发生衍射，就能提供晶体 内原子排布的信息，从而测定出晶体结构。2325年，劳厄因这 一发现而荣获诺贝尔物理学奖金。 1射线波长很短，约为2677厘米，晶体中原子间距离也在这 个范围内，晶体恰好可以做为 射线的衍射光栅。1射线射入
　　 1 晶体使晶体中原子的电子发生周期性振动，并向周围空间发出电 磁波，即次生1射线，从而引起散射。散射能力的大小与原子 序和方向有关，原子序数大的原子具有较多的电子，散射能力 强；在1射线入射的方向上散射能力强。
　　在晶体结构研究中，劳厄提出了描述晶体1衍射基本条件 的劳厄方程；2323年，英国物理学家布喇格提出了比较直观的 1射线衍射方程，即布喇格方程，并因此荣获2328年度的诺贝 尔物理学奖金。这两个方程的实质是一样的，都把1射线衍射 方向和晶体单元晶胞参数联系起来，是确定晶体结构的重要依 据。
　　用1射线衍射测定单晶结构的具体方法有几种，依衍射强 度记录方式不同可分为照相法和衍射仪法。例如，劳厄照相法， 是用连续的1射线照射在静止不动的单晶体上，用平板底片拍 摄衍射图，测量底片上衍射图的黑度获得衍射强度的数据，来测 量晶体的对称性晶体的定向。韦森堡照相法是在晶体转动时底片 也来回摆动，将原在同一层线的衍射线感光点分开，这种方法可 以确定晶体微观对称性和晶格参数。现在最为通用的四圆单晶衍 射仪，晶体取向和计数器调节都很方便，能准确测定晶体参数， 并将衍射点的强度数据依次自动收集，简化了实验过程，提高了 测试精确度，是当前晶体结构分析的强有力工具。
　　用1射线衍射测定多晶样品成分和结构的方法即多晶1射 线衍射法，也叫粉末法。