當前位置:首頁>科技>為什么人類不能穿墻而過?波函數可以揭開其中答案
發布時間:2025-10-27閱讀(1)
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想象一下,有一個網球在一個無摩擦的盒子中來回滾動。當球撞擊到盒子的側邊時,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板或者將盒子側板撞破。如果這不是網球而是一個電子,那么情況可能就不一樣了。
量子力學的其中一個規則是,量子物體具有波粒二象性。這意味著電子可以表現得像波一樣,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,但它的波函數使它在盒子外的概率非零,因此電子也可能出現在盒子外。
使用薛定諤方程可以找到電子的波函數,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。 現在,我們可以求解這個盒子里粒子的波函數。它可以分為三個部分,盒子內、壁板內和盒子外,如下圖。事實上,盒子外的波函數與盒子內的相同,只不過振幅小得多。前面講過,波函數的平方代表了找到粒子的概率,只要盒子外的波函數非零,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,這個結果大約是10^-40量級。盡管這在物理上并非不可能,但在統計上是不可能的。 |
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