束缚态与势垒
节点
节点是波函数穿越零点的地方,因而在那一瞬间,恰好在那里找到粒子的概率消失为零。在一维陷阱中,波函数上下起伏,每一处它穿过坐标轴的地方都是一个节点。它们是拨动的吉他弦上那些静止点的量子对应物——在那里弦丝毫不动,而四周的一切都在振动。
节点与能量紧密相连。基态,即能量最低的束缚态,在两墙之间没有节点;它的波函数在整个陷阱中保持单一的正负号。其后每一个激发态恰好多添一个节点。节点越多,意味着波函数起伏得越快,而起伏越快意味着曲率越大,在量子力学中这直接对应于更高的动能。因此,数节点便是给能级排序的一个快捷办法。
这条数节点的规则不只是一桩趣闻;它是一条可靠的向导,适用于范围很广的势,而不限于简单的盒子。给定一个陷阱的诸波函数,你只消数一数它们的零点,便能按能量给它们排序。它还映照出某种深意:额外的节点,正是波函数在仍要整齐地嵌入同一受限空间的前提下,为携带更多能量所付出的代价。
nth bound level of a box has (n − 1) interior nodes; more nodes ⇒ higher energy
基态没有节点;每向上一级,恰好多增加一个内部节点。
节点是波函数本身为零之处,这使得那里的概率密度也为零。它并不意味着粒子在所有地方都被禁止——只是说,对那个态而言,恰好这一点暂时不可能出现。
又称
另见