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量子态

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{{NoteTA|G1=物理学}}
[[File:Stern-Gerlach experiment zh.png|thumb|250px|设定[[斯特恩-革拉赫实验]]仪器的磁场方向为z-轴,入射的银原子束可以被分裂成两道银原子束,每一道银原子束代表一种量子态,上旋<math>|\uparrow\rangle</math>或下旋<math>|\downarrow\rangle</math>。<ref name=Sakurai>{{Citation | last1 = Sakurai | first1 = J. J. |last2 = Napolitano | first2 = Jim | title = Modern Quantum Mechanics | edition = 2nd | publisher = Addison-Wesley | year = 2010 | isbn =978-0805382914 }}</ref>{{rp|1-4}}]]
在[[量子力学]]里,'''量子态'''({{lang-en|'''quantum state'''}})指的是量子系统的状态。[[态向量]]可以用来抽像地表示量子态。<ref name=Griffiths2004/>{{rp|93-96}}採用[[狄拉克标记]],态向量表示为[[狄拉克标记|右矢]]<math>|\psi\rangle</math>;其中,在符号内部的希腊字母<math>\psi</math>可以是任何符号,字母,数字,或单字。例如,在计算[[氢原子]][[发射光谱|能谱]]时,能级与[[主量子数]]<math>n</math>有关,所以,每个量子态的态向量可以表示为<math>|n \rangle</math>。
== 概述 ==
[[File:Hydrogen Density Plots.png|thumb|450px|在不同量子态氢原子的电子[[机率密度函数|概率密度]]。]]
 
=== 经典力学的状态 ===
设想在某经典系统里,有一个粒子移动于一维空间,在[[时间]]<math>t=0</math>,粒子的[[位置]]<math>q</math>是<math>q_0</math>,[[动量]]<math>p</math>是<math>p_0</math>。这些[[初始条件]]设定了这系统在时间<math>t=0</math>的状态<math>\sigma_0</math>。经典力学具有[[决定论|决定性]],若知道粒子的初始条件与作用于粒子的外力,则可决定粒子的运动行为。
=== 态叠加原理 ===
{{main|态叠加原理}}
[[File:Ebohr1_IP.svg|right|200px|thumb|双缝实验草图,从光源<math>a</math>散发出来的[[单色光]],照射在一座有两条狭缝<math>b</math>与<math>c</math>的不透明挡牆<math>S2</math>。在挡牆的后面,设立了一个照相底片或某种侦测屏障<math>F</math>,用来纪录到达<math>F</math>的任何位置<math>d</math>的[[光波]]数据。最右边黑白相间的条纹,显示出光波在侦测屏障<math>F</math>的干涉图样]]
假设某量子系统的量子态可能是<math>|\alpha\rangle</math>或<math>|\beta\rangle</math>这两个不同的归一化量子态,则这量子系统也可能处于它们线性叠加而成的量子态<math>c_\alpha|\alpha\rang+c_\beta|\beta\rang</math>(可能尚未归一化)。假设<math>\theta</math>为实数,则虽然量子态<math>e^{i\theta}|\beta\rang</math>与<math>|\beta\rang</math>对应于同样的量子态,他们并无法互相替换。例如,<math>|\alpha\rang+|\beta\rang</math>和<math>|\alpha\rang+e^{i\theta}|\beta\rang</math>是两个不同的量子态。但是,<math>|\alpha\rang+|\beta\rang</math>和<math>e^{i\theta}(|\alpha\rang+|\beta\rang)</math>对应于同一个量子态。因此可以这样说,整体的[[相位因子]]并不具有物理意义,但相对的相位因子具有重要的物理意义。
== 注释 ==
{{reflist|group="注"}}
 
== 参考文献 ==
{{reflist}}
 
{{量子力学}}
[[Category:量子力学|L]]
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