量子力學說自由粒子可以用平面波描述又說自由粒子可以用波包描述。我認為平面波與波包區別很大啊

2021-08-13 12:32:09 字數 2265 閱讀 9607

1樓:茄子

波包只是告訴你粒子的能量是不連續的,不可能無限的小下去,最小也得是一個波包的能量。而在巨集觀上,粒子的性質就和平面波相似了,也可以干涉、衍射。

2樓:早稻飛雪

我是初學者也不確定我說得對不對~~

波包是波的一個特殊的品種,用以描述波包狀態的代數,函式仍然叫做“波函式”。

實際上還是有聯絡的吧,咱也不確定

3樓:匿名使用者

實際是用波包描述,包含各種頻率平面波的分波。

4樓:匿名使用者

平面波與波包是兩個不同的、而又有聯絡的概念。

平面波的平方為常數,表示粒子在空間各點出現的機率相同,這就是自由粒子的狀態。

粒子的運動與波的聯絡,可通過波包而建立起來。波包可由多個波矢接近的平面波疊加而成,波包只在小範圍記憶體在,故可用來代表粒子——粒子的運動可看成是波包的傳播,波包的速度也就是粒子的速度(即多個平面波的速度——群速)。

總之,平面波描述自由粒子的狀態,波包描述其運動。即是說,通過波包,可把粒子與波動聯絡起來。

5樓:匿名使用者

一維自由粒子的波函式表示的是平面波,它是分佈在全空間的平面波,這顯然是一種理想化的情況。自由粒子的真實的運動,總是侷限在有限空間。根據不確定關係,有限空間決定了座標有一個取值的不確定範圍,所以對應動量有一個取值範圍。

再根據德布羅意關係式,動量的取值範圍對應于波長有一個取值範圍。這些許多波長的平面波合成了波包。因此實際自由粒子可以作為波包處理,本質上是不確定關係決定的。

量子力學中自由粒子的狀態一定是平面波麼

6樓:匿名使用者

不一定,可以是任何平面波的疊加態。

7樓:匿名使用者

平面波原本是機械波中的概念,即在均勻介質中傳播的波長與頻率都是恆內定常數的簡諧波,振動相容位角相同的那些質點都處在同一平面上故稱為平面波,量子力學中的自由粒子借用了這個概念。根據薛定諤方程求解得到自由粒子的波函式,波函式表示式中含有動量和能量。自由粒子的動量和能量都是恆定常數,根據德布羅意假設:

動量恆定對應波長恆定,能量恆定對應頻率恆定,因此自由粒子的動量本徵波函式(本徵解)被稱為平面波。應用不確定關係判定,因為自由粒子動量=常數,所以在一維無限空間自由粒子出現的概率密度處處相等。根據迭加原理,將自由粒子本徵解迭加就得到自由粒子波函式的一般解,此時自由粒子對應的物理模型是——波包。

顯然量子力學中自由粒子對應的波函式可以是平面波也可以是波包。

量子力學中描寫自由粒子的平面波的實數形式怎麼轉化為

8樓:煙雨莽蒼蒼

量子力學中描述自由粒子的平面波本來就應是複數函式,而不是從實數函式轉變過來的。這個複數波函式從何而來?  一句話——求解自由粒子的薛定諤方程得到的,這樣理解比較符合邏輯性。

繼續追問薛定諤方程從**來?薛定諤方程是作為量子力學理論的基本假設(公理)提出來的。有人從經典力學的機械波入手,首先推匯出機械波的波函式,當然是正弦函式或者餘弦函式,然後口頭上交代一下將實數函式轉變成複數函式,並指出這就是量子力學的自由粒子的波函式,這樣的思路是許多注重邏輯思維的人所不能接受的,而且初學者容易被搞得暈暈乎乎的。

9樓:匿名使用者

p=hk e=hw

cos(kr-wt)

量子力學中自由粒子的狀態一定是平面波麼?

10樓:匿名使用者

沒錯。雖然絕對“自由”的粒子並不存在...

自由粒子的波函式一定是平面波嗎

11樓:匿名使用者

自由粒子就是沒有任何約束的粒子,這是它和非自由粒子的區別,比如勢井中的粒子就是非自由粒子,因為它受到市場的約束。最後,自由粒子的波函式當然是粒子的波函式。

12樓:匿名使用者

從薛定諤方程抄可解出自由粒子的波函襲數,一般稱為動量本徵函式或者稱本徵解,動

量本徵函式對應平面波模型。根據量子力學的迭加原理,將本徵解迭加得到自由粒子的一般解。因為自由粒子的動量本徵值是連續變化的,所以這裡的迭加就轉化為數學積分,積分結果也是自由粒子的波函式,也就是量子力學理論中定義的自由粒子的“波包”。

波包強度(模方)就是自由粒子在空間最可能出現的位置,即自由粒子在空間的概率密度。因此說自由粒子的波函式存在兩種情況:它可以是平面波也可以是波包。

動量本徵函式對應著 “平面波模型” ;動量本徵函式迭加後形式的波函式對應著 “波包模型”。

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