Волновая функция
Волновая функция — это математический способ описать состояние микрочастицы в квантовой механике. Она позволяет вычислить вероятность обнаружить частицу в заданной области пространства, но не является траекторией частицы.
Понятие волновой функции связано с корпускулярно-волновым дуализмом: микрочастица проявляет и свойства частицы, и волновые свойства. В отличие от обычной волны, волновая функция не описывает колебание вещества или поля в пространстве.
Величина \(P=|\psi|^2\) называется плотностью вероятности. Вероятность обнаружить частицу в малом объёме \(dV\) равна \(dP=|\psi|^2dV\). Для всей области пространства вероятность обнаружить частицу должна быть равна единице, поэтому нормированная волновая функция удовлетворяет условию:
Если в некоторой области \(|\psi|^2\) в два раза больше, чем в соседней области такого же объёма, то обнаружить частицу там при измерении в два раза вероятнее. Это не означает, что частица разделена на две части.
Волновая функция — не обычная материальная волна и не траектория частицы. Также \(\psi\) не является вероятностью: вероятность связана только с квадратом её модуля \(|\psi|^2\).
Что показывает величина \(|\psi|^2\)?
Волновая функция может изменяться со временем и при взаимодействии с другими объектами. Результат отдельного измерения предсказать обычно нельзя, но можно вычислить вероятности разных результатов. С этим связаны принцип неопределённости и описание состояний атома, включая основное состояние атома.
Главное
- Волновая функция \(\psi\) математически описывает состояние микрочастицы.
- Квадрат модуля \(|\psi|^2\) задаёт плотность вероятности её обнаружения.
- Волновая функция не является траекторией или обычной материальной волной.