波函数与概率
概率密度
概率密度就是 |ψ|² 这个量——波函数模的平方——它告诉你概率在空间每一点上铺得有多浓。它本身并不是一个概率,而是一种密度:要得到真正的概率,你必须把它乘以一小块体积,或在一片区域上累加起来。|ψ|² 高的地方,粒子很可能被找到;下降到零的地方,粒子永远不会出现。
把它当作密度来理解,这种直觉是对的。正如单位体积的质量必须乘以体积才能给出质量,概率密度也必须在一段空间上积分才能给出在那里找到粒子的概率。在一维空间里,|ψ(x)|² 的量纲是长度的倒数,所以 |ψ(x)|² dx 是对区间 dx 而言一个纯粹、无量纲的概率。
由于总概率必须为一——粒子总在某处——概率密度在全空间上的累加必须恰好等于一,这个条件被称为归一化。当实验记录许多以同样方式制备的粒子时,它们所描绘出的正是 |ψ|² 的形状:每个粒子都落在某个无法预测的位置,但众多落点汇成的云团,精确地勾勒出概率密度。
ρ(x) = |ψ(x)|², ∫ ρ(x) dx = 1
它是密度而非概率:在一片区域上积分,才得到在那里找到粒子的几率。
概率密度不是在某一个点上的概率——对连续变量而言那总是零。只有 |ψ|² 乘以一小段区间、或在一段范围上积分,才是真正的概率。
又称
另见