为什么量子力学中电子必须形成驻波才稳定

作者&投稿:施帝 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
驻波条件 对量子力学的启发过程?~

通过驻波条件算出来的微观粒子能量取值不连续,而是分立的,逼迫人们放弃了原有理论,开创了量子论。
希望采纳

量子点同原子能级一样,决定它的行为的本质上讲应该是薛定谔方程,如果你学过数学物理方程的话,就会知道,如果给微分方程加上边界条件,它的本征解就会是离散的,对于原子或量子点,这些解正是其能态,能量即其能级.
其实,对于所有受限的粒子,能级必然是分立的.如果不受限,其能级就是连续的,不分立的.
举个例子,电子在没有被电离的情况下,其受限于原子或量子点内,其能级是分离的(光谱是特征谱),而一旦被电离,不再受限于原子或量子点,其光谱就变为连续谱,证明其能级已经连续.

以下是我的理解,不一定正确、
1)这个说法并不是针对全部的,只是对于束缚态电子这样说的,而对于游离态电子可以是平面波
先说明一下:一般来说,在非相对论范围内,对于电子,形成驻波=能级分立=束缚态,这三者基本上是等价描述。(除了游离态的连续谱中可能带有一些特殊的特征值对应一些分立能级)
至于束缚态电子为什么一定具有分立能级(即形成驻波),从物理的角度比较难以理解(这也是19世纪末困扰物理学家的难题),我们必须要回到求解各种定态波函数的数学过程中去才能有一些发现。
学过量子力学的都知道波恩关于波函数的统计解释决定了波函数必须满足三个条件:单值、有限、连续。对于某些定态薛定谔方程,比如线性谐振子,要满足其有限性条件,必须在无穷远处为0,有关数学推导得到它必须是分立能级,也就是必须形成驻波。

用一句话来说:处于束缚态的电子,形成驻波(分立能级)是满足波函数有限性的必要条件。
2)至于“是不是电子吸收了不是定量的能量就毁灭了?”这个问题,应该这样说:在这些稳定的分离谱系统中,电子只能吸收某些定量的能量值,而不能吸收其它值。“如果不是驻波则电子将毁掉”的意思是:不是驻波的电子存在的概率是0,在系统稳定的过程中,这些不是驻波的电子会自动的跑到固定的分立能级上。也就是说这些具有分立能级的系统和谐振腔一样,自带“选模”机制。
这和激光中“自再现模”的形成差不多,在谐振腔中最后也是只有一定模式的光子才能稳定存在,其它模式的都会被过滤掉。

  这应该出现在波尔量子论那一章里,驻波是为了量子化需要的假设,即用驻波解释的能量是一份一份的。
  而如果从薛定谔方程求解中,则因为需满足束缚态条件无穷远处E<0,自然得出能量的量子化


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