§16-1  波函数及其统计诠释

         一、经典物理学中的波函数        

在经典物理学中大家已经知道,一个被看作为质点的宏观物体的运动状态,是用它的位置矢量和动量来描述的。但是,对于微观粒子,由于它具有波动性,根据不确定关系,其位置和动量是不可能同时准确确定的, 所以大家也就不可能仍然用位置、动量以及轨道这样一些经典概念来描述它的运动状态了。微观粒子的运动状态称为量子态,是用波函数y(r, t)来描述的,这个波函数所反映的微观粒子波动性,就是德布罗意波。

         在经典物理学中,大家曾经用波函数

y(x, t) = Acos(w t-kx)

表示在t时刻、在空间x处的弹性介质质点离开平衡位置的位移,用波函数

E(r, t) = E0 cos(k× r-w t)  和  B(r, t) = B0 cos (k× r-w t )

分别表示在t时刻、在空间r处的电场强度和磁场强度。那么在量子力学中描述微观粒子的波函数y(r, t)究竟表示什么呢?

         为了说明微观粒子的波动性,历史上曾经有人认为,微观粒子本身就是粒子,只是它的运动路径像波;也有人认为,波就是粒子的某种实际结构,即物质波包,波包的大小就是粒子的大小,波包的速度(称为群速)就是粒子的运动速度;还有人认为,波动性是由于大量微观粒子分布于空间而形成的疏密波。实验证明,这些见解都与事实相违背,因而都是错误的。

       
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