为什么波函数能完全描写体系状态(波函数如何完全描述体系状态)

波函数如何完全描述体系状态完全描述一个体系的状态需要考虑体系在该状态下的全部本征态。如果体系处于定态,则体系状态由定态波函数Ψ(r,t)=Ψ(r......

为什么波函数能完全描写体系状态(波函数如何完全描述体系状态)

函数如何完全描述体系状态

完全描述一个体系的状态需要考虑体系在该状态下的全部本征态。
如果体系处于定态,则体系状态由定态波函数(r,t)=(r)exp(-iEt/h_bar)描述
如果体系处于任意态,则要找出各个本征态,将这个表示为各个本征态的线性叠加:(r,t)=∑cn*n(r,t)
求解搜趣网的话可以列出体系的薛定谔方程,把哈密顿量代入求出波函数,则这个波函数描述了体系的状态。如果能得出波函数存在非0解的条件则可求出各个本征波函数,然后可将体系的波函数表示成这些本征波函数的线性组合,则能够QMflZhItOb完全描述该体系状态。

量子力学 波函数如何完全描述体系的运动状态?

波函数的模方,表示粒子出现几率

量子力学什么要用波函数描述微观粒子的运动状态

由于一切微观粒子都具有波粒二象性(从爱因斯坦的光子理论,到德布罗依的推断电子衍射实验,到以后实验中关于许多粒子流的衍射现象,都证明了波粒二象性的普适意义),因而原子中电子的运动应该服从某种波动规律

以微观粒子的波粒二象性为基础,薛定谔建立了描述微观粒子运动规律的波动方程。薛定谔方程,是波函数对x,,y,z三个空间坐标变量的二阶偏微分方程。波函数,是薛定谔引入的一个物理量,是空间坐标(x,y,z)的函数,也可以用球坐标表示。

薛定谔方程不是数学方法推导出来的,是大量实验事实证明的。

波函数是什么?

波函数:wave
function
波函数是量子力学中用来描述粒子的德布罗意波的函数。
为了定量地描述微观粒子的状态,量子力学中引入了波函数,并用表示。一般来讲,波函数是空间和时间的函数,并且是复函数,即=(x,y,z,t)。将爱因斯坦的“鬼场”和光子存在的概率之间的关系加以推广,玻恩假定
就是粒子的概率密度,即在时刻t,在点(x,y,z)附近单位体积发现粒子的概率。波函数因此就称为概率幅。
电子在屏上各个位置出现的概率密度并不是常数有些地方出现的概率大,即出现干涉图样中的“亮条纹”;而有些地方出现的概率却可以为零,没有电子到达显示“暗条纹”。
由此可见,在电子双缝干涉实验中观察到的,是大量事件所显示出来的一种概率分布,这正是玻恩对波函数物理意义解释,即波函数模的平方对应于微观粒子在某处出现的概率密度(probability
density):
即是说,微观粒子在各处出现的概率密度才具明显的物理意义。
据此可以认为波函数所代表的是一种概率的波动。这虽然只是人们目前物质波所能做出的一种理解然而波函数概念形成正是量子力学完全摆脱经典观念走向成熟标志;波函数和概率密度,是构成量子力学理论的最基本的概念。
概率幅满足于迭加原理,即:12=1+2(1.26)
相应的概率分布为(1.27)
波函数的数学表达
[1]量子力学假设一:对于一个微观体系QMflZhItOb,他的任何一个状态都可以用一个坐标和时间的连续、单值、平方可积的函数来描述。是体系的状态函数,它是所有粒子的坐标函数,也是时间函数。
()d为时刻t及在体积元d内出现的概率。是归一化的:∫()d=1式中是对坐标的全部变化区域积分。(注:()指的共厄复数
[2]量子力学假设二:体系的任何一个可观测力学量A都可与一个线性算符对应,算符按以下规律构成:
(1)坐标q和时间t对应的算符为用q和t来相乘。
(2)与q相关联动量p的算符{p}=-i(h/(2))(d/dq)(注:d指偏微分,以后不特说明都指偏微分)
(3)对任一力学量先用经典方法写成q,p,t的函数A=A(q,p,t)则对应的算符为:=A(q,-i(h/(2))(d/dq),t)
则:能量算符为:=-h^2/(8^2m)△+V(其中△为拉普拉斯算符)
△=d^2/dx^2+d^2/dy^2+d^2/dz^2(直角坐标)
△=(1/r^2)d(r^2d/dr)/dr+(1/(r^2sin))d(sind/d)/d+(1/(r^2sin^2))d^2/d^2(球坐标)
角动量算符:
{L[x]}=-i(h/(2))(yd/dz-zd/dy)
{L[y]}=-i(h/(2))(zd/dx-xd/dz)
{L[z]}=-i(h/(2))(xd/dy-yd/dx)
^2={L[x]}^2+{L[y]}^2+{L[z]}^2
[3]量子力学假设三:若某一力学量A的算符作用于某一状态函数后,等于一常数a乘以搜趣网,即=a则称力学量A对描述的状态有确定数值awww.souquanme.com。a称的本征值,称的本征波函数,方程=a称的本征方程。
显然,对能量来说,=E即为定态的薛定鄂方程。含时的薛定鄂方程为:=ih/(2)d/dt
[4]量子力学假设四:若[1],[2]…[n]为某一微观体系的可能状态,则他们的线性组合∑C也是该体系的可能状态,称的这一性质为叠加原理。
(1)有本征值力学量的平均值:设对应本征值为a,体系处于状态,若已归一化则:
a(平均值)=∫()d=∑|C|^2a
(2)无本征值力学量的平均值:
F(平均值)=∫()d
则定态中所有的力学量平均值都不随时间变化。
如图:为S亚层的轨道3s1电子经过10万次影象合成的波函数图象

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