能级

能级是一个受禁锢的量子系统所能拥有的、离散而被允许的能量值。被困的粒子不能持有它喜欢的任意能量；它必须落在一组固定台阶中的某一级上，而台阶之间的空隙严格禁入。这正是束缚系统中量子世界的标志性特征，与摆这类经典物体形成鲜明对照——后者的能量可以被调到任何数值。

这种离散性的根源，在于物质的波动本性与禁锢的结合。被束缚粒子的波函数必须干净地嵌入它的陷阱并满足边缘处的条件，正如一根振动的弦只能奏出由其长度所定的某些音符。只有某些特定的能量才允许一个自洽的波函数存在，这些能量便成为能级。最低的一级是基态；更高的则是激发态。

能级并非抽象的记账——它们是可见的。当一个原子或分子从较高能级跃迁到较低能级时，会发出颜色由两级之间间隔所定的光，而反向的跃迁则吸收同样颜色的光。一团炽热气体光谱中那些清晰的谱线，正是它能级的直接照片，而解读这些谱线，便是我们破译恒星与遥远星系成分的方法。