波函数有什么特点,什么是函数什么是波函数请通俗易懂的解释

波函数有什么特点

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文章插图
波函数是量子力学中描写微观系统状态的函数 。在经典力学中,用质点的位置和动量(或速度)来描写宏观质点的状态,这是质点状态的经典描述方式,它突出了质点的粒子性 。
质点就是有质量但不存在体积或形状的点,是物理学的一个理想化模型 。在物体的大小和形状不起作用,或者所起的作用并不显著而可以忽略不计时,我们近似地把该物体看作是一个只具有质量而其体积、形状可以忽略不计的理想物体,用来代替物体的有质量的点称为质点 。
什么是函数什么是波函数请通俗易懂的解释函数:参考数学中的定义 。波函数:来源于量子力学的表述之一的波动力学,基本方程是薛定谔方程 。薛定谔方程是一个波动方程,将微观粒子的行为描述成一种波动(概率波),因此,描述微观粒子行为(量子态或量子行为)的函数就被称为波函数 。按照量子力学的哥本哈根解释,波函数是一个复数函数,描述粒子或系统在坐标 r、时间 t 时的概率幅度,其模平方表示在坐标 r、时间 t 时找到该粒子的概率 。
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全同粒子体系波函数有什么特点在同样的条件下,它们的物理行为完全相同,因此用一个全同粒子代替另一个,不会引起物理状态的变化 。在经典力学中,可以从粒子运动的不同轨道来区分不同的粒子 。而在量子力学中,由于波粒二象性,随着时间的变化,波在传播过程中总会出现重叠,因此全同粒子在量子力学中是不可区分的 。由全同性原理可以推知,全同粒子组成体系的哈密顿算符具有交换对称性 。
全同性原理即,全同粒子体系的任何可观测量对于两粒子交换是对称的 。实际上,全同性原理会对全同粒子体系波函数的形式给予很强的限定,使得波函数的形式必须满足交换对称性的要求 。
波函数描述的是什么波函数ψ
为了理解波函数ψ与其所描述的粒子的关系,我们可观察一个电子衍射实验 。
假如电子流的强度非常小,甚至是一个一个地射出的,屏上只能显示出一个个的衍射斑点,充分表现出粒子的微粒性 。开始时,这些衍射斑点是杂乱无章的,随着时间的延长衍射斑点逐渐增多,便显示出规律性,最终的图象仍为明暗相间的衍射环,从而又显示出波动性 。
由此可见,电子波动性是许许多多独立的粒子在完全相同条件下运动的统计结果,因此波函数ψ也就是微粒运动统计规律的描述 。
ψ 为波函数 ,是量子力学中描述核外电子空间运动状态的数学函数式,即一定的波函数表示电子的一种运动状态,这种运动状态由于历史的原因人们称之为原子轨道 。
波函数ψ的意义有如下三方面:
(1)波函数ψ是描述核外电子运动状态的数学函数式 。
(2)每个波函数ψ都具有对应的能量E 。同一原子中相同能量状态构成一个能级层 。
(3)波函数的平方ψ2为几率密度,代表在t时刻空间某点附近单位体积内电子出现的几率 。
于是经典物理学中粒子运动的轨道等概念消失了,代之以核外某空间找到粒子的几率 。这就是量子力学与经典牛顿力学的本质区别之一 。
什么是波函数波函数指量子力学中描写微观系统状态的函数 。在经典力学中,用质点的位置和动量(或速度)来描写宏观质点的状态,这是质点状态的经典描述方式,它突出了质点的粒子性 。
在量子力学里,表达粒子的量子态的波函数必须满足归一条件,也就是说,在空间内找到粒子的概率必须等于1 。这性质称为归一性 。
把波函数的绝对值二次方解释为与粒子在单位体积内出现的几率成比例是M.玻恩在E.薛定谔建立波动力学后提出的,被称为是波函数的统计诠释 。波函数所表示的波也常被称为几率波 。
由于粒子肯定存在于空间中,因此,将波函数对整个空间积分,就得出粒子在空间各点出现几率之和,结果应等于1 。
可以用波函数代替ψ(rr,t)作为波函数,那么波函数波函数就满足条件
这个条件称为波函数的归一化条件,满足这个条件的波函数ψ(r,t)称为归一化波函数 。
扩展资料
一般而言,波函数是一个复函数 。可是,概率密度是一个实函数,空间内积分和为1,称为概率密度函数 。所以在区域内,找到粒子的概率是1 。
因为粒子存在于空间,因此在空间内找到粒子概率是1,所以积分于整个空间将得到1 。
假若,从解析薛定谔方程而得到的波函数,其概率是有限的,但不等于1,则可以将波函数乘以一个常数,使概率等于1 。或者假若波函数内,已经有一个任意常数,可以设定这任意常数的值,使概率等于1 。
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