薛定谔方程

能量本征值

能量本征值是一个量子系统被允许具有的那些特定能量之一。当你求解定态薛定谔方程 Ĥψ = Eψ 时,只有当数 E 取某些值时,方程才有性质良好的解。那些被许可的值就是能量本征值,每一个都与它自己的能量本征态配成一对。

对一个束缚系统——一个被困在原子核附近的电子、一个被禁锢在盒子里的粒子——这些被允许的能量是离散的,彼此之间隔着缝隙。这正是「能级量子化」精确的数学含义:不是含糊的哲学,而是一个朴素的事实——对那些中间的值,方程拒绝被解出。那些被禁止的能量,正是其波函数会发散、或通不过边界条件的能量。

能量本征值是方程与实验室之间的纽带。一个原子所发出与吸收的光,呈现为一道道清晰的颜色,其能量恰恰是本征值之间的缝隙,这正是原子光谱之所以能成为我们横贯宇宙去判读的指纹的原因。在许多问题里,求出本征值,就是做量子力学的全部目的所在。

photon energy = E_high − E_low (a gap between two eigenvalues)

谱线就是被允许的能量之间的差值,化作可见的颜色。

离散性并不是普遍的。束缚态有离散的谱,但自由或非束缚的粒子有连续范围的被允许能量。能量是否量子化,完全取决于势及其边界条件。

又称
allowed energy本征能量本徵能量