薛丁格方程式

能量本徵態

能量本徵態是一種只具有單一確定能量、別無其他的量子態。如果你測量一個處於這種態的系統的能量,你總會得到同一個數值,毫無散布。在數學上,它是一個被哈密頓算符僅僅縮放的波函數:Ĥψ = Eψ,其中那個數 E 就是它的能量本徵值。

能量本徵態正是定態,是定態薛丁格方程式的特別的解。每一個都是一種特定的空間形狀——一列有著自身數目的波峰與波節的駐波——並各自攜帶自身的能量。它們是一個量子系統天然的「純音」,正如振動的弦有它的基音與泛音。

它們的威力在於完備性。給定哈密頓算符的能量本徵態構成一組基,這意味著任何態都可以寫成它們的加權和。由於每一個在時間中的演化都如此簡單,用這種語言表達一個複雜的態,便把時間演化這道難題,化成了對一組旋轉相位的輕鬆記帳。

Ĥψₙ = Eₙψₙ, measured energy = Eₙ with certainty

一個具有單一清晰能量的態:哈密頓算符只是用那個能量把它重新縮放。

一個系統的大多數態並不是能量本徵態。一般的態擁有一段可能能量的散布,唯有測量才迫使出現一個確定值,並把系統留在相應的本徵態上。

又稱
eigenstate of the Hamiltonian能量本征函数能量本徵函數