發(fā)布時間:2025-10-27閱讀(7)
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想象一下,有一個網(wǎng)球在一個無摩擦的盒子中來回滾動。當球撞擊到盒子的側(cè)邊時,它就會彈回。讓球脫離盒子的方法是,使球有足夠的能量跳過盒子的側(cè)板或者將盒子側(cè)板撞破。如果這不是網(wǎng)球而是一個電子,那么情況可能就不一樣了。
量子力學的其中一個規(guī)則是,量子物體具有波粒二象性。這意味著電子可以表現(xiàn)得像波一樣,嚴格來說是一種概率波。那么它在空間中的位置由波函數(shù)定義,它只能告訴我們在特定位置找到它的概率。雖然你認為電子可能在盒子里,但它的波函數(shù)使它在盒子外的概率非零,因此電子也可能出現(xiàn)在盒子外。
使用薛定諤方程可以找到電子的波函數(shù),它使我們有可能在任何位置找到它。因此,讓我們仔細研究一下,弄清楚它如何向我們展示在盒子外找到電子的可能性。 現(xiàn)在,我們可以求解這個盒子里粒子的波函數(shù)。它可以分為三個部分,盒子內(nèi)、壁板內(nèi)和盒子外,如下圖。事實上,盒子外的波函數(shù)與盒子內(nèi)的相同,只不過振幅小得多。前面講過,波函數(shù)的平方代表了找到粒子的概率,只要盒子外的波函數(shù)非零,我們就可以在盒子外找到電子的存在。
不能穿墻事實上,如果你粗略地計算一下手或身體穿過墻的概率,這個結(jié)果大約是10^-40量級。盡管這在物理上并非不可能,但在統(tǒng)計上是不可能的。 |
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