量子力学复习(总)
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)(Et r p i p Ae-⋅=ρϖηϖψ《量子力学》复习 提纲一、基本假设 1、(1)微观粒子状态的描述 (2)波函数具有什么样的特性 (3)波函数的统计解释2、态叠加原理(说明了经典和量子的区别)3、波函数随时间变化所满足的方程 薛定谔方程4、量子力学中力学量与算符之间的关系5、自旋的基本假设 二、三个实验1、康普顿散射(证明了光子具有粒子性) 第一章2、戴维逊-革末实验(证明了电子具有波动性) 第三章3、史特恩-盖拉赫实验(证明了电子自旋) 第七章 三、证明1、粒子处于定态时几率、几率流密度为什么不随时间变化;2、厄密算符的本征值为实数;3、力学量算符的本征函数在非简并情况下正交;4、力学量算符的本征函数组成完全系;5、量子力学测不准关系的证明;6、常见力学量算符之间对易的证明;7、泡利算符的形成。
四、表象算符在其自身的表象中的矩阵是对角矩阵。
五、计算1、力学量、平均值、几率;2、会解简单的薛定谔方程。
第一章 绪论1、德布洛意假设: 德布洛意关系:戴维孙-革末电子衍射实验的结果: 2、德布洛意平面波:3、光的波动性和粒子性的实验证据:4、光电效应:5、康普顿散射: 附:(1)康普顿散射证明了光具有粒子性(2)戴维逊-革末实验证明了电子具有波动性∑=nnn c ψψ1d 2=⎰τψ(全)()ψψψψμ∇-∇2=**ηϖi j ⎩⎨⎧≥≤∞<<=ax x a x x V 或0,0,0)(0=⋅∇+∂∂j tϖρ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+∇-=),(222t r V H ϖημ)(,)(),(r er t r n tE i n n n ϖϖϖηψψψ-=n n n E H ψψ=(3)史特恩-盖拉赫实验证明了电子自旋第二章 波函数和薛定谔方程1.量子力学中用波函数描写微观体系的状态。
2.波函数统计解释:若粒子的状态用()t r ,ρψ描写,τψτψψd d 2*=表示在t 时刻,空间r ρ处体积元τd 内找到粒子的几率(设ψ是归一化的)。
一、选择题(每小题3分,共15分〉1.黑体辐射中的紫外灾难表明:CA.黑体在紫外线部分辐射无限大的能量;B.黑体在紫外线部分不辐射能量;C.经典电磁场理论不适用于黑体辐射公式;D.黑体辐射在紫外线部分才适用于经典电磁场理论。
2.关于波函数屮的含义,正确的是:BA.屮代表微观粒子的几率密度;B.屮归一化后,屮⑴代表微观粒子出现的几率密度;C.屮一定是实数;D.屮一定不连续。
3.对于一维的薛定谭方程,如果屮是该方程的一个解,贝山AA.0 —定也是该方程的一个解;B.『一定不是该方程的解;C.屮与『一定等价;D.无任何结论。
4.与空间平移对称性相对应的是:BA.能量守恒;B.动量守恒;C.角动量守恒;D.宇称守恒。
人人A5.如果算符A、B对易,且A0 =A0,贝归BAA.屮一定不是B的本征态;B.鸭一定是&的本征态;伞AC.屮一定是B的本征态;人D.|屮丨一定是B的本征态。
1、量子力学只适应于C A.宏观物体 C.宏观物体和微观物体 B.微观物体 D.高速物体2、算符F 的表象是指CA.算符F 是厄密算符B.算符F 的本征态构成正交归一的完备集C.算符F 是幺正算符D.算符F 的本征值是实数3、中心力场中体系守恒量有BA.只有能量B.能量和角动量C.只有角动量D.动量和角动量4、Pauli 算符的x 分量的平方的本征值为(B )A 0B 1C iD 2i5、证明电子具有自旋的实验是AA.史特恩一盖拉赫实验B.电子的双缝实验C.黑体辐射实验D.光电效应实验1、量子力学只适应于CA.宏观物体B.微观物体C.宏观物体和微观物体D.高速物体2、在与时间有关的微扰理论问题中,体系的哈密顿算符由两部分组成,即和n应满足的条件是(B )B 乩与时间无关,恥与时间 D 乩与时间有关,孙'与时间无B 3/4 D 1/2电子的双缝实验 光电效应实验商⑴=身0 +勁 打 \,其中A 朮与时间无关,怜'与时间无关有关C 乩与时间有关,力与时间有关 关3、自旋量子数S 的值为(D )A 1/4 C /25、证明电子具有自旋的实验是A A ・史特恩一盖拉赫实验 B. C.黑体辐射实验D.二、简答(每小题5分,共15分〉1.什么叫光电效应?光的照射下,金属中的电子吸收光能而逸岀金属表面的现象。
第一章绪论1.量子力学的研究对象和适用范围是什么?量子力学(Quantum Mechanics)是研究微观粒子(分子、原子、原子核、基本粒子等)运动变化规律的科学。
量子力学规律同时适用于微观世界与宏观世界,即全部物理学都是量子物理学。
2.什么是量子现象?在研究原子、分子、原子核、基本粒子时所观察到的关于微观世界的系列特殊的物理现象。
凡是普朗克常数h在其中起重要作用的现象都可以称为量子现象。
3. 黑体:能够全部吸收各种波长的辐射,完全不发生反射和透射,且能发射各种波长的热辐射能的物体称为绝对黑体(黑体)。
如:空腔上的小孔、烟煤、太阳。
4.普朗克量子假说“能量子”假设:能量是分立的,不是连续的。
物体吸收或发射电磁辐射时,辐射的能量不是连续的,而是分立的,它的取值只能是能量子ε=hν的整数倍。
5.什么是光电效应?它有哪两个突出的特点?写出爱因斯坦的光电效应方程。
金属被光(紫外光)照射时,有电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应。
这种电子称之为光电子。
突出特点:①存在临界频率v0:只有当光的频率大于一定值v0 时,才有光电子发射出来。
若光频率小于该值时,则不论光强度多大,照射时间多长,都没有光电子产生。
②光电子的能量只与光的频率有关,与光的强度无关。
光的强度只决定光电子数目的多少。
光电效应方程:其中m e为电子质量,υm为电子的最大初速度,ν为光子的频率,W0为电子挣脱原子束缚所需做的逸出功。
6.爱因斯坦光量子假说:光(电磁辐射)不仅在发射和吸收时以能量E =hν的微粒形式出现,而且以这种形式在空间以光速C 传播,这种粒子叫做光量子,或光子。
7.什么是康普顿效应?为什么用X射线来进行实验?X射线投射到石墨上发生散射,在散射的X射线中,不但存在与入射光波长相同的X射线,同时还存在波长大于入射光波长的X射线,且波长增量随散射角增大而增大。
这一波长改变的散射称为康普顿效应。
因为X 射线的能量远大于原子中电子的束缚能,光子的能量只能部分地被电子吸收,能够观察到散射的X 射线。
量子力学复习题导致量子论产生的物理现象主要有哪些p2量子的概念是如何引进的p5为什么说爱因斯坦是量子论的主要创始人之一p6写出德布罗意公式并说明其中各量的含义和该公式的意义。
P12什么是波函数的几率解释p18态的迭加原理。
P22动量算符的定义。
P27写出单粒子薛定谔方程。
P27写出多粒子薛定谔方程。
P28写出单粒子哈密顿算符及其本征值方程。
P33什么条件下可以得到定态薛定谔方程p32什么是束缚态p37什么情况下量子系统具有分立能级p37什么是基态p37写出线性谐振子的定态薛定谔方程。
P39写出线性谐振子的能级表达式。
P40写出波函数应满足的三个基本条件。
P51写出算符的本征值方程并说明其中各量的含义。
P54量子力学中的力学量算符如何由经典力学中相应的力学量得出p55 写出厄米算符的定义,并解释为什么量子力学中的力学量要用厄米算符来表示。
P56写出轨道角动量算符的各分量表达式。
P60什么是角量子数、磁量子数写出相应的本征值表达式及其数值关系。
P63解:),()1(),(ˆ22ϕθϕθlm lm Y l l Y L η+= ),(),(ˆϕθϕθlmlm z Y m Y L η= 其中l 表征角动量的大小,称为角量子数,m 称为磁量子数。
对应于一个l 的值,m 可以取(2l +1)个值,从-l 到+l 。
写出波尔半径的值和氢原子的电离能,可见光能否导致氢原子电离00.52A a =o( 3分) 113.6eV E =( 3分)可见光的能量不超过, 这个值小于氢原子的电离能,所以不能引起氢原子电离。
( 4分)写出类氢原子体系的定态薛定谔方程。
P65 写出氢原子能级的表达式及其简并度。
P68 s, p, d, f 态粒子是什么含义p63关于力学量与算符的关系的基本假定。
P83 写出力学量平均值的积分表达式。
P84 两个算符可对易的充要条件是什么p89 写出X 方向坐标与动量的不确定关系。
P92什么是Q 表象p108久期方程带来的好处是什么p113写出两个表象中的力学量和态矢量之间的变换公式。
1 《量子力学》练习题一练习题第1套一、基本概念及简要回答1. p - 和 p- 是否相等?为什么?2.判定下列符号中,哪些是算符?哪些是数?哪些是矢量? φψ; )()(t t φψ; w v u λ; w Fu ˆ。
3.波函数的导数是否一定要连续?举例说明。
4.为什么既不能把ψ波理解为‘粒子的某种实际结构,即把波包看作粒子’, 也不把ψ波理解为‘由大量粒子分布于空间而形成的波,即把波看作由粒子构成的’?5. 设ˆˆA A +=,ˆˆB B +=,ˆˆ0A B ⎡⎤≠⎣⎦,。
试判断下列算符哪些是厄米算符,哪些不是。
(1)1ˆˆˆˆˆ()2F AB BA i=- ; (2)ˆˆˆG AB = ; (3)ˆˆˆC A iB =+ ; (4)ˆˆˆD A B =-。
二.质量为m 的粒子处于一维谐振子势场()()0,2121>=k kx x V 的基态, 若弹性系数k 突然变成k 2,即势场变成()22kx x V =,随即测量粒子的能量,求发现粒子处于新势场()x V 2基态的几率;(只列出详细的计算公式即可)三.已知二维谐振子的哈密顿算符为()22220212ˆˆy x p H ++=μωμ,在对其施加微扰xy Wˆλ-=后,利用微扰论求W H H ˆˆˆ0+=第一激发态能量至一级修正。
提示:⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=+-1,1,2121n m n m n m n n x δδαϕϕ,其中, μωα=,而n ϕ为线谐振子的第n 个本征矢。
四. 已知ˆˆ[,]1αβ=,求证 1ˆˆˆˆˆn n n n αββαβ--= 五. 一个三维运动的粒子处于束缚态,其定态波函数的空间部分是实函数,求此态中的动量平均值。
六. 质量为m 的粒子作一维自由运动,如果粒子处于()kx A x 2sin =ψ的状态 上,求其动量pˆ与动能T ˆ的几率分布及平均值。
量子力学复习题及答案填空题1、量子力学体系中,任意态)(x ψ可用一组力学量完全集的共同本征态)(x n ψ 展开:()()n n nx a x ψψ=∑,则展开式系数()()*n n a x x dx ψψ=⎰。
2、不考虑电子的自旋,氢原子能级的简并度是 n 2___。
3、测量一自由电子的自旋角动量的X 分量,其测量值为2/ ,接着测量其Z 分量,则得到的值为2/ 的概率为 1/2 。
4、坐标表象中,动量的本征函数是__()()3/21exp 2i r p r ψπ⎛⎫=⎪⎝⎭_;动量表象中,坐标的本征函数是_____()()3/21exp 2i r p r ψπ⎛⎫=- ⎪⎝⎭____。
5、由两个全同粒子组成的体系,一个处在单粒子态1ϕ,另一个处在单粒子态2ϕ。
若粒子是波色子,则体系的波函数是_______)]1()2()2()1([212121ϕϕϕϕ+______;若粒子是费米子,则体系的波函数是____)]1()2()2()1([212121ϕϕϕϕ-____。
6、波函数满足的三个基本条件是: _单值 _; _有限__;__连续__。
7、设粒子的波函数为),(t r ψ,则相应的概率密度 ρ =_______ ()2,r t ψ ____;概率流密度j =__ ()()()()()**,,,,2i r t r t r t r t m ψψψψ-∇-∇_______。
8、角动量ˆx L 与ˆy L 的海森堡不确定关系为_____()()22224x y z L L L ∆∆≥______。
9、对于两电子体系的总自旋S 及其各分量有2,x S S ⎡⎤⎣⎦= 0 ,,x y S S ⎡⎤⎣⎦= z i S 。
10、全同玻色子的波函数应为 对称化 波函数,全同费米子的波函数应为 反对称化 波函数,全同费米子满足 泡利不相容 原理。
11、在球坐标中,粒子的波函数为),,(ϕθψr ,则在球壳()dr r r +,中找到粒子的 概率是_____⎰⎰]sin |),,(|22ϕθθϕθψd d r dr r ___;在()ϕθ,方向的立体角Ωd 中找。
《量子力学》复习资料第一章 绪论1、经典物理学的困难:①黑体辐射;②光电效应;③氢原子线性光谱;④固体在低温下的比热。
2、★★★普朗克提出能量子假说:黑体只能以νh E =为能量单位不连续的发射和吸收辐射能量,⋯⋯==,3,2,1 n nh E n ν,能量的最小单元νh 称为能量子。
意义:解决了黑体辐射问题。
3、★★★(末考选择)爱因斯坦提出光量子假说:电磁辐射不仅在发射和吸收时以能量νh 的微粒形式出现,而且以这种形式在空间以光速c 传播,这种粒子叫做光量子,也叫光子。
意义:解释了光电效应。
【注】光电效应方程为0221W hv v m m e -= 4、★★★玻尔的三个基本假设:①定态假设:原子核外电子处在一些不连续的定常状态上,称为定态,而且这些定态相应的能量是分立的。
②跃迁假设:原子在与能级m E 和n E 相对应的两个定态之间跃迁时,将吸收或辐射频率为ν的光子,而且有m n E E hv -=.③角动量量子化假设:角动量必须是 的整数倍,即 ,3,2,1,==n n L意义:解决了氢原子光谱问题。
(末考选择)5、★★★玻尔理论后来也遇到了困难,为解决这些困难,德布罗意提出了微观粒子也具有波粒二象性的假说。
6、德布罗意公式:⇒⎪⎩⎪⎨⎧===k n h p h Eλν意义:将光的波动性和粒子性联系起来,两式的左端描述的是粒子性(能量和动量),右端描述的是波动性(频率和波长)。
7、(填空)德布罗意波长的计算:meUhmE h p h 22===λ 8、★★★康普顿散射实验的意义:证明了光具有粒子性。
(末考填空)同时也证实了普朗克和爱因斯坦理论的正确性。
9、★★★证实了电子具有波动性的典型实验:戴维孙-革末的电子衍射实验(也证实了德布罗意假说的正确性)、电子双缝衍射实验。
10、微观粒子的运动状态和经典粒子的运动状态的区别:(1)描述方式不同:微观粒子的运动状态用波函数描述,经典粒子的运动状态用坐标和动量描述;(2)遵循规律不同:微观粒子的运动遵循薛定谔方程,经典粒子的运动遵循牛顿第二定律。
量子力学期末复习完美总结一、 填空题1.玻尔-索末菲的量子化条件为:pdq nh =⎰,(n=1,2,3,....),2.德布罗意关系为:hE h p k γωλ====; 。
3.用来解释光电效应的爱因斯坦公式为:212mV h A υ=-, 4.波函数的统计解释:()2r t ψ,代表t 时刻,粒子在空间r 处单位体积中出现的概率,又称为概率密度。
这是量子力学的基本原理之一。
波函数在某一时刻在空间的强度,即其振幅绝对值的平方与在这一点找到粒子的几率成正比,和粒子联系的波是概率波。
5.波函数的标准条件为:连续性,有限性,单值性 。
6.,为单位矩阵,则算符的本征值为:1± 。
7.力学量算符应满足的两个性质是 实数性和正交完备性 。
8.厄密算符的本征函数具有: 正交性,它们可以组成正交归一性。
即()m n mn d d λλφφτδφφτδλλ**''==-⎰⎰或。
9.设 为归一化的动量表象下的波函数,则 的物理意义为:表示在()r t ψ,所描写的态中测量粒子动量所得结果在p p dp →+范围内的几率。
10.i ;ˆxi L ;0。
11.如两力学量算符有共同本征函数完全系,则_0__。
12.坐标和动量的测不准关系是: ()()2224x x p ∆∆≥。
自由粒子体系,_动量_守恒;中心力场中运动的粒子__角动量__守恒13.量子力学中的守恒量A 是指:ˆA不显含时间而且与ˆH 对易,守恒量在一切状态中的平均值和概率分布都不随时间改变。
14.隧道效应是指:量子力学中粒子在能量E 小于势垒高度时仍能贯穿势垒的现象称为隧道效应。
15. 为氢原子的波函数,的取值范围分别为:n=1,2,3,… ;l=0,1,…,n -1;m=-l,-l+1,…,0,1,…l 。
16.对氢原子,不考虑电子的自旋,能级的简并为: 2n ,考虑自旋但不考虑自旋与轨道角动量的耦合时,能级的简并度为 22n ,如再考虑自旋与轨道角动量的耦合,能级的简并度为 12+j 。
量子力学复习资料一、基本概念1、波粒二象性这是量子力学的核心概念之一。
它表明微观粒子既具有粒子的特性,如位置和动量,又具有波动的特性,如波长和频率。
例如,电子在某些实验中表现出粒子的行为,如碰撞和散射;而在另一些实验中,如双缝干涉实验,又表现出波动的行为。
2、量子态量子态是描述微观粒子状态的方式。
与经典物理学中可以精确确定粒子的位置和动量不同,在量子力学中,粒子的状态通常用波函数来描述。
波函数的平方表示在某个位置找到粒子的概率密度。
3、不确定性原理由海森堡提出,指出对于一个微观粒子,不能同时精确地确定其位置和动量,或者能量和时间。
即:\(\Delta x \cdot \Delta p \geq \frac{\hbar}{2}\),\(\Delta E \cdot \Delta t \geq \frac{\hbar}{2}\),其中\(\hbar\)是约化普朗克常数。
二、数学工具1、薛定谔方程这是量子力学中的基本方程,类似于经典力学中的牛顿运动方程。
对于一个质量为\(m\)、势能为\(V(x)\)的粒子,其薛定谔方程为:\(i\hbar\frac{\partial \Psi(x,t)}{\partial t} =\frac{\hbar^2}{2m}\frac{\partial^2 \Psi(x,t)}{\partial x^2} + V(x)\Psi(x,t)\)。
2、算符在量子力学中,物理量通常用算符来表示。
例如,位置算符\(\hat{x}\)、动量算符\(\hat{p}\)等。
算符作用在波函数上,得到相应物理量的可能取值。
三、常见量子力学系统1、一维无限深势阱粒子被限制在一个宽度为\(a\)的区域内,势能在区域内为零,在区域外为无穷大。
其能量本征值为\(E_n =\frac{n^2\pi^2\hbar^2}{2ma^2}\),对应的本征函数为\(\Psi_n(x) =\sqrt{\frac{2}{a}}\sin(\frac{n\pi x}{a})\)。
量子力学考研模拟题(1) 一、(30分)回答下列问题: (1)何谓微观粒子的波粒两象性?(2)波函数(,)r t ψ 是用来描述什么的?它应该满足什么样的自然条件?2(,)r t ψ的物理意义是什么?(3)分别说明什么样的状态是束缚态、简并态与负宇称态? (4)物理上可观测量应该对应什么样的算符?为什么?(5)坐标x 分量算符与动量x 分量算符ˆx p是对易关系是什么?并写出两者满足的不确定关系。
(6)厄米算符ˆF 的本值nf 与本征矢|n >分别具有什么性质? 二(20分)设氢原子处于211031102111111(,,)()(,)()(,)()(,)222r R r Y R r Y R r Y ψθϕθϕθϕθϕ-=--的状态上,求能其量、角动量平方及角动量Z 分量的可能取值与相应的取值概率,进而求出它们的平均值。
三、(25分)设厄米算符ˆH的本征矢为n,{}n 构成正交归一完备函数系,定义一个算符n m n m U=),(ˆ(1)计算对易ˆˆ,(,)H U m n ⎡⎤⎣⎦(2)证明ˆˆˆ(,)(,)(,)nqU m n U p q U m p δ+= (3)计算阵迹ˆˆr kT F k Fk =<>∑ (4)若算符ˆA 的矩阵元为ˆ,mnA m An =<>证明 ,ˆˆ(,)mn m nA A Um n =∑{}),(ˆˆq p U AT A r pq +=四、(25分)自旋为2,固有磁矩为=u s γ(其中γ为实常数)的粒子,处于均匀外磁场0ˆˆ=BB k 中,设t=0时粒子处于2x s =的状态。
(1)求出t>0时的波函数;(2)求出t>0时ˆx s与ˆz s 的可测值及相应的取值概率。
五、(25分)已知二维谐振子的哈密顿算符为)(212ˆˆ22220y x M Mp H ++=ω,对其施加微扰xy Wλ-=ˆ后,利用微扰论求W H H ˆˆˆ0+=基态能量至二级修正、第二激发态能量至一级修正。
量⼦⼒学复习资料第⼀章知识点:1. ⿊体:能吸收射到其上的全部辐射的物体,这种物体就称为绝对⿊体,简称⿊体.2. 处于某⼀温度 T 下的腔壁,单位⾯积所发射出的辐射能量和它所吸收的辐射能量相等时,辐射达到热平衡状态。
3. 实验发现:热平衡时,空腔辐射的能量密度,与辐射的波长的分布曲线,其形状和位置只与⿊体的绝对温度 T 有关⽽与⿊体的形状和材料⽆关。
4. 光电效应---光照射到⾦属上,有电⼦从⾦属上逸出的现5. 光电效应特点:1.临界频率ν0 只有当光的频率⼤于某⼀定值ν0时,才有光电⼦发射出来.若光频率⼩于该值时,则不论光强度多⼤,照射时间多长,都没有电⼦产⽣.光的这⼀频率ν0称为临界频率。
2.光电⼦的能量只是与照射光的频率有关,与光强⽆关,光强只决定电⼦数⽬的多少(爱因斯坦对光电效应的解释)3. 当⼊射光的频率⼤于ν0时,不管光有多么的微弱,只要光⼀照上,⽴即观察到光电⼦(10-9s )6. 光的波粒⼆象性:普朗克假定a.原⼦的性能和谐振⼦⼀样,以给定的频率ν振荡;b.⿊体只能以 E = h ν为能量单位不连续的发射和吸收能量,⽽不是象经典理论所要求的那样可以连续的发射和吸收能量.7. 总结光⼦能量、动量关系式如下:把光⼦的波动性和粒⼦性联系了起来8.波长增量 Δλ=λ′–λ随散射⾓增⼤⽽增⼤.这⼀现象称为康普顿效应.散射波的波长λ′总是⽐⼊射波波长长(λ′ >λ)且随散射⾓θ增⼤⽽增⼤。
9.波尔假定:1.原⼦具有能量不连续的定态的概念. 2.量⼦跃迁的概念. 10.德布罗意:假定:与⼀定能量 E 和动量 p 的实物粒⼦相联系的波(他称之为“物质波”)的频率和波长分别为:E = h ν ? ν= E/h ? P = h/λ ? λ= h/p ? 该关系称为de. Broglie 关系.德布罗意波:ψde Broglie 关系:ν= E/h ?ω = 2πν= 2πE/h = E/ λ= h/p ?k = 1/ = 2π /λ = p/n k h k n n h n C h n C E p h E ==========πλπλνων22其中波长。
大学量子力学主要知识点复习1能量量子化辐射黑体中分子和原子的振动可视为线性谐振子,这些线性谐振子可以发射和吸收辐射能。
这些谐振子只能处于某些分立的状态,在这些状态下,谐振子的能量不能取任意值,只能是某一最小能量ε 的整数倍 对频率为ν 的谐振子, 最小能量ε为: 2.波粒二象性波粒二象性(wave-particle duality )是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质。
波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。
在经典力学中,研究对象总是被明确区分为两类:波和粒子。
前者的典型例子是光,后者则组成了我们常说的“物质”。
1905年,爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释,人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。
1924年,德布罗意提出“物质波”假说,认为和光一样,一切物质都具有波粒二象性。
根据这一假说,电子也会具有干涉和衍射等波动现象,这被后来的电子衍射试验所证实。
德布罗意公式3.波函数及其物理意义在量子力学中,引入一个物理量:波函数 ,来描述粒子所具εεεεεn ,,4,3,2,⋅⋅⋅νh =εh νmc E ==2λh m p ==v有的波粒二象性。
波函数满足薛定格波动方程粒子的波动性可以用波函数来表示,其中,振幅表示波动在空间一点(x ,y,z )上的强弱。
所以,应该表示 粒子出现在点(x,y,z )附件的概率大小的一个量。
从这个意义出发,可将粒子的波函数称为概率波。
自由粒子的波函数波函数的性质:可积性,归一化,单值性,连续性 4. 波函数的归一化及其物理意义常数因子不确定性设C 是一个常数,则 和 对粒子在点(x,y,z )附件出现概率的描述是相同的。
相位不定性如果常数 ,则 和 对粒子在点(x,y,z )附件出现概率的描述是相同的。
表示粒子出现在点(x,y,z )附近的概率。
表示点(x,y,z )处的体积元中找到粒子的概率。
这就是波函数的统计诠释。
自然要求该粒子在空间各点概率之总和为1 必然有以下归一化条件 5. 力学量的平均值既然 表示 粒子出现在点 0),()](2[),(22=-∇+∂∂t r r V mt r t i ψψ)](exp[Et r p i A k -⋅=ψ=ψ2|(,,)|x y z ψ2|(,,)|x y z x y z ψ∆∆∆x y zτ∆=∆∆∆2|(,,)|1x y z dxdydz ψ∞=⎰(,,)x y z ψ(,,)c x y z ψαi e C =(,,)i e x y z αψ(,,)x y z ψ22|()||(,,)|r x y z ψψ=),,(z y x r =23*3|()|()(),x r xd r r x r d r ψψψ+∞+∞-∞-∞==⎰⎰附件的概率,那么粒子坐标的平均值,例如x 的平均值x __,由概率论,有 又如,势能V是 的函数:,其平均值由概率论,可表示为 再如,动量 的平均值为: 为什么不能写成因为x 完全确定时p 完全不确定,x 点处的动量没有意义。