束縛態與位障
束縛態
束縛態是這樣一種量子態:粒子被困在某個區域附近,而無法逃逸到無窮遠處。被原子核吸引而束縛的電子,或是停留在低勢能阱中的粒子,都無法自由地遊蕩開來;它的波函數集中在陷阱所在之處,並在遠離它的地方逐漸衰減為零。用日常的話說,這樣的粒子是被困住了。
束縛態最引人注目的特徵,是它們的能量只能取一組離散的、被允許的數值,而不是連成一片的連續譜。波函數必須恰好地嵌入陷阱之中,並在邊緣處衰減消失,而只有某些能量才能讓它做到這一點而不自相矛盾。介於其間的能量則根本不被允許。「量子」這個詞的含義正是在此顯現:禁錮迫使能量化作一級一級的台階。
束縛態與自由態或散射態形成對照——在後者中,粒子擁有足夠的能量遊蕩至無窮遠,其能量可以取任意值。一個態究竟是束縛的還是自由的,取決於勢的形狀與深淺,以及粒子擁有多少能量。量子力學的大部分內容,正是研究一個給定的陷阱允許哪些束縛態、它們的波函數又是什麼樣子。
wavefunction → 0 as |x| → ∞ ⇒ discrete energies E₁, E₂, E₃, …
當波函數必須在遠處趨於零時,只有某些量子化的能量才被允許。
束縛態是整個系統的性質,而不只是粒子本身的性質。同一個電子在原子內部是束縛的,一旦被撞出來便是自由的;電子本身並沒有任何改變,改變的只是它在勢中所處的境況。
又稱
另見